DE20114707U1 - Torque tool - Google Patents
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STENGER, WATZKE & RiNfG* **»"··'- '♦•'lCiffer-Friedrich-Ring 70STENGER, WATZKE & RiNfG* **»"··'- '♦•'lCiffer-Friedrich-Ring 70
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Datum 05. September 2001 Drehmomentwerkzeuq Date 05 September 2001 Torque tool
Die Erfindung betrifft ein Drehmomentwerkzeug, insbesondere einen Drehmomentschlüssel zum kontrollierten Verdrehen von verdrehbaren Elementen wie Schrauben, Muttern und dergleichen, mit einem Werkzeugkopf und einer mit dem Werkzeugkopf drehfest verbundenen Handhabe, wobei der Werkzeugkopf Mittel zum Übertragen eines Drehmoments von dem Werkzeugkopf auf eine gegenüber dem Werkzuegkopf drehbar gelagerte Werkzeugaufnahme aufweist.The invention relates to a torque tool, in particular a torque wrench for the controlled rotation of rotatable elements such as screws, nuts and the like, with a tool head and a handle connected to the tool head in a rotationally fixed manner, wherein the tool head has means for transmitting a torque from the tool head to a tool holder rotatably mounted relative to the tool head.
Im Stand der Technik sind, insbesondere im Maschinenbau, Drehmomentschlüssel mit einstellbaren Drehmomentwerten bekannt. Das Überschreiten eines zuvor eingestellten Drehmoments macht sich durch kurzzeitiges Nachgeben, dem sogenannten „Auslösen", bemerkbar. Der Benutzer spürt einen kurzen Ruck verbunden mit einem Knackgeräusch, wodurch ihm das Erreichen des vorgegebenen Drehmoments signalisiert wird.Torque wrenches with adjustable torque values are known in the state of the art, particularly in mechanical engineering. Exceeding a previously set torque is noticeable by a brief yielding, the so-called "triggering". The user feels a short jolt combined with a cracking noise, which signals that the specified torque has been reached.
Die Genauigkeit beim Einsatz solcher Drehmomentschlüssel ist jedoch in sofern begrenzt, als daß bei einem forcierten Anziehen nach Erreichen des am Drehmomentschlüssel eingestellten Drehmoments keine Unterbrechung des Drehmoments stattfindet, wenn beispielsweise der Benutzer zu spät auf das Signal reagiert und nach dem „Auslösen" sofort wieder das aufgebrachte, wenn nicht gar ein höheres Drehmoment auf den Drehmomentschlüssel wirkt. Der Drehmomentschlüssel wird über den eingestellten Drehmomentwert hinaus „überrissen".However, the accuracy when using such torque wrenches is limited in that when the torque wrench is tightened forcefully after the torque set on the torque wrench has been reached, the torque is not interrupted if, for example, the user reacts too late to the signal and the torque wrench is immediately subjected to the applied torque, if not a higher torque, after the torque has been "triggered". The torque wrench is "over-torn" beyond the set torque value.
Telefon (0211) 57ziil' >— S.,''..'' .:BHF.-fean£ D&seidprf· 5(&Bgr;&Igr;&Zgr;.;002&Ogr;500) 40113 276 Telefax (0211) 588225 Stadt-Sparkasse, Düsseldorf (BLZ*3tX>50110) 10090769Telephone (0211) 57ziil'>—S.,''..'' .:BHF.-fean£ D&seidprf· 5(&Bgr;&Igr;&Zgr;.;002&Ogr;500) 40113 276 Fax (0211) 588225 Stadt-Sparkasse, Düsseldorf (BLZ*3tX>50110) 10090769
Um jedoch ein derartiges „Überreißen" zu vermeiden, wird beispielsweise im Stand der Technik vorgeschlagen, eine Meßeinrichtung vorzusehen, die bereits während des Anziehens das aktuell wirkende Drehmoment mißt und dem Benutzer signalisiert, so daß dieser im Bereich des zuvor eingestellten Drehmomenthöchstwerts seine aufgebrachte Hebelwirkung so dosieren kann, daß ein „Überreißen" vermieden werden kann. Hierzu offenbart zum Beispiel die EP 0 723 839 B1 in Fig. 2 eine Anzeigevorrichtung mit einer alphanumerischen Anzeige, einer als Balken ausgebildeten Pegelanzeige und weiteren als Tipptasten ausgebildeten Funktionsschaltern. So kann ein voreingestelltes Drehmoment als aktives Element der Pegelanzeige den eingestellten Drehmomentgrenzwert anzeigen. Darüber hinaus zeigen die weiteren Elemente das aktuell wirkende Drehmoment an. So wird dem Benutzer auf visuelle Weise der Abstand zum eingestellten Drehmomentgrenzwert angezeigt, so daß er sein aufgebrachtes Drehmoment entsprechend dosieren kann.However, in order to avoid such "over-tightening", it is proposed in the prior art, for example, to provide a measuring device which measures the currently effective torque during tightening and signals it to the user so that the user can adjust the leverage applied in the range of the previously set maximum torque value so that "over-tightening" can be avoided. For example, EP 0 723 839 B1 discloses in Fig. 2 a display device with an alphanumeric display, a level display designed as a bar and further function switches designed as touch buttons. A preset torque can thus display the set torque limit as an active element of the level display. In addition, the other elements show the currently effective torque. The distance to the set torque limit is thus visually displayed to the user so that he can adjust the torque applied accordingly.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Drehmomentwerkzeug derart weiterzubilden, daß dieses bei einfachem konstruktiven Aufbau bei Überschreiten eines vorgegebenen Drehmomentwertes ein weiteres Einwirken des Drehmoments auf das verdrehbare Element verhindert.The invention is based on the object of developing a torque tool of the generic type in such a way that, with a simple structural design, it prevents further action of the torque on the rotatable element when a predetermined torque value is exceeded.
Als Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Mittel zum Übertragen eines Drehmoments aus einer ausschließlich reibschlüssigen Schaltkupplung bestehen. As a solution to the problem, it is proposed that the means for transmitting a torque consist of an exclusively frictional clutch.
Ein Überreißen wird dadurch vermieden, daß nach dem Schalten der Schaltkupplung der Werkzeugkopf durchdreht. Ein Überreißen wie bei den im Stand der Technik bekannten Drehmomentschlüsseln kann vermieden werden. Auch kann eine Automatisierung beispielsweise von Schraubbefestigungen mit einem vorgegebenen Drehmoment vorgesehen werden, indem ein pneumatischer oder vergleichbarer Antrieb mit einer derartigen Kupplung gekoppelt wird. Bei Erreichen des vorgegebenen Drehmoments schaltet die Schaltkupplung das auf die Schraube wirkende Drehmoment ab und der Antrieb läuft im Idealfall ohne Last.Over-torqueing is avoided by the tool head spinning after the clutch is engaged. Over-torqueing, as is the case with torque wrenches known from the state of the art, can be avoided. Automation of screw fastenings with a predetermined torque can also be provided, for example, by coupling a pneumatic or similar drive with such a clutch. When the predetermined torque is reached, the clutch switches off the torque acting on the screw and the drive ideally runs without load.
Ferner wird vorgeschlagen, daß die reibschlüssige Schaltkupplung durch ein elastisches Element vorspannbar ist. So kann beispielsweise ein Schaltmoment der Schaltkupplung durch das elastische Element vorgegeben werden. Vorteilhaft istIt is also proposed that the frictional clutch can be preloaded by an elastic element. For example, a switching torque of the clutch can be specified by the elastic element. It is advantageous
dazu das elastische Element mindestens eine Tellerfeder. Die Schaltkupplung und die Tellerfeder können koaxial angeordnet sein, so daß eine von der Tellerfeder auf die Schaltkupplung wirkende Kraft möglichst gleichmäßig auf die Schaltkupplung übertragbar ist.For this purpose, the elastic element has at least one disc spring. The clutch and the disc spring can be arranged coaxially so that a force acting from the disc spring on the clutch can be transmitted to the clutch as evenly as possible.
Weiterhin wird vorgeschlagen, daß der Wert für das durch die Schaltkupplung übertragbare Drehmoment einstellbar ist. So kann das Drehmomentwerkzeug in einem weiten Anwendungsbereich von unterschiedlichen Drehmomentanforderungen universell eingesetzt werden. Daneben kann jedoch das Drehmomentwerkzeug für ein vorgegebenes Auslösemoment fest eingestellt sein, um beispielsweise in einer Produktion als Arbeitsmittel oder in einer Qualitätssicherung als Meßmittel verwendet zu werden, wobei durch die Festeinsteilung Fehler aufgrund von Fehleinstellungen vermieden werden können.It is also proposed that the value for the torque that can be transmitted by the clutch be adjustable. This means that the torque tool can be used universally in a wide range of applications with different torque requirements. In addition, however, the torque tool can be permanently set for a given triggering torque in order to be used, for example, in production as a working tool or in quality assurance as a measuring device, whereby errors due to incorrect settings can be avoided by the fixed setting.
Ferner wird vorgeschlagen, daß die Schaltkupplung eine Lamellenkupplung ist, und sich Lamellen einer ersten Gruppe, die drehfest mit dem Werkzeugkopf verbunden sind, jeweils mit Lamellen einer zweiten Gruppe, die drehfest mit der Werkzeugaufnahme verbunden sind, abwechseln. Die Lamellenkupplung ermöglicht zwar ein Schalten, sie weist jedoch im Gleitzustand ein gegenüber anderen Schaltkupplungen hohes Gleitmoment auf. Ein Erreichen eines vorgegebenen Drehmomentwertes kann dadurch festgestellt werden, daß die Werkzeugaufnahme sich nicht mehr mitdreht.It is also proposed that the clutch is a multi-disk clutch, and that the disks of a first group, which are connected to the tool head in a rotationally fixed manner, alternate with the disks of a second group, which are connected to the tool holder in a rotationally fixed manner. The multi-disk clutch does indeed enable switching, but in the sliding state it has a high sliding torque compared to other clutches. The reaching of a predetermined torque value can be determined by the fact that the tool holder no longer rotates.
Es wird ferner vorgeschlagen, daß der Werkzeugkopf eine Hülse aufweist, über die die vom elastischen Element auf die Schaltkupplung wirkende Kraft einstellbar ist. So kann durch ein einfach bedienbares Einstellelement das Schaltmoment der Schaltkupplung eingestellt werden.It is further proposed that the tool head has a sleeve by means of which the force acting on the clutch from the elastic element can be adjusted. The switching torque of the clutch can thus be adjusted by means of an easily operated adjusting element.
Zudem wird vorgeschlagen, daß die Hülse eine Markierung aufweist, durch die der Grenzwert des übertragbaren Drehmoments anzeigbar ist. So kann ein gewünschtes Drehmoment durch Verdrehen der Hülse in die dem Drehmoment entsprechende Stellung vorteilhaft eingestellt werden.It is also proposed that the sleeve has a marking that indicates the limit value of the transmittable torque. In this way, a desired torque can be advantageously set by turning the sleeve to the position corresponding to the torque.
Um die Hülse auch bei Schwergängigkeit verdrehen zu können, wird vorgeschlagen, daß die Hülse eine Öffnung zum Ansetzen eines Einstellelements aufweist.In order to be able to rotate the sleeve even when it is difficult to move, it is proposed that the sleeve has an opening for attaching an adjusting element.
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Zudem kann durch ein geeignetes Einstellwerkzeug eine große Genauigkeit der Einstellung erreicht werden.In addition, a suitable adjustment tool can be used to achieve a high degree of adjustment accuracy.
Weiterhin wird vorgeschlagen, daß die Schaltkupplung in einem topfförmigen Gehäuse angeordnet ist, welches an seiner Außenseite ein Gewinde aufweist und daß die Hülse ein Innengewinde aufweist. So ist das Gehäuse mit seinem Außengewinde vorteilhaft in das Innengewinde der Hülse schraubbar. Für die Schaltkupplung kann ein geschlossenes Gehäuse gebildet werden, welches die Schaltkupplung gegen äußere Einwirkungen schützt.It is further proposed that the clutch be arranged in a pot-shaped housing which has a thread on its outside and that the sleeve has an internal thread. The housing with its external thread can thus be advantageously screwed into the internal thread of the sleeve. A closed housing can be formed for the clutch which protects the clutch against external influences.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, daß das Gehäuse gegen unbeabsichtigtes Verdrehen gegenüber der Hülse sicherbar ist. Eine durch Verdrehen der Hülse gewählte Einstellung für ein vorgegebenes Drehmoment kann gegen unbeabsichtigtes Verstellen geschützt werden, so daß während der Benutzung die Einstellung erhalten bleibt.In addition, it is proposed that the housing be able to be secured against unintentional rotation relative to the sleeve. A setting for a given torque selected by rotating the sleeve can be protected against unintentional adjustment so that the setting is retained during use.
Vorzugsweise weist das Drehmomentwerkzeug eine im Werkzeugkopf angeordnete Ratscheneinheit auf, welche mit dem Antriebselement zusammen wirkt, so daß in eine einstellbare Drehrichtung ein Freilauf des Antriebselements gegenüber dem Werkzeugkopf und in die dazu entgegengesetzte Drehrichtung eine Drehmitnahme erreichbar ist. Zum einen kann das Drehmomentwerkzeug dadurch wie eine konventionelle Knarre mit Steckeinsätzen aufgebaut sein und betrieben werden, und zum zweiten kann die Drehrichtung hinsichtlich Freilauf und Drehmitnahme eingestellt werden.The torque tool preferably has a ratchet unit arranged in the tool head, which works together with the drive element so that freewheeling of the drive element relative to the tool head can be achieved in an adjustable direction of rotation and rotational drive can be achieved in the opposite direction of rotation. On the one hand, the torque tool can be constructed and operated like a conventional ratchet with socket inserts, and on the other hand, the direction of rotation can be adjusted with regard to freewheeling and rotational drive.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels zu entnehmen. Im wesentlichen gleichbleibende Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Es zeigen:Further details, features and advantages of the invention can be found in the following description of an embodiment. Essentially identical components are designated with the same reference numerals. They show:
Fig. 1 im Schnitt einen Drehmomentschlüssel mit einer erfindungsgemäßen Schaltkupplung undFig. 1 shows a section through a torque wrench with a clutch according to the invention and
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt A aus Fig. 1 mit einer Skalierung und einer Markierung zum Ablesen des eingestellten Drehmoments.Fig. 2 shows an enlarged section A of Fig. 1 with a scale and a marking for reading the set torque.
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Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Drehmomentschlüssel 14 zum kontrollierten Verdrehen von verdrehbaren Elementen wie Schrauben, Muttern und dergleichen, mit einem Werkzeugkopf 10 und einer mit dem Werkzeugkopf 10 drehfest über einen Schaft verbundenen Handhabe 12, wobei der Werkzeugkopf 10 Mittel 16 zum Übertragen eines Drehmoments von dem Werkzeugkopf 10 auf eine gegenüber dem Werkzeugkopf 10 drehbar gelagerte Werkzeugaufnahme 18 aufweist. Die Mittel 16 bestehen aus einer ausschließlich reibschlüssig arbeitenden Schaltkupplung. Die reibschlüssige Schaltkupplung 16 ist durch eine als elastisches Element 20, 22 ausgebildete Tellerfederanordnung vorspannbar.Fig. 1 shows a torque wrench 14 according to the invention for the controlled turning of rotatable elements such as screws, nuts and the like, with a tool head 10 and a handle 12 connected to the tool head 10 in a rotationally fixed manner via a shaft, the tool head 10 having means 16 for transmitting a torque from the tool head 10 to a tool holder 18 that is rotatably mounted relative to the tool head 10. The means 16 consist of a clutch that operates exclusively with friction. The friction clutch 16 can be preloaded by a disc spring arrangement designed as an elastic element 20, 22.
Der Wert für das durch die Schaltkupplung 16 übertragbare Drehmoment ist einstellbar. The value for the torque that can be transmitted by the clutch 16 is adjustable.
In dieser Ausgestaltung ist die Schaltkupplung 16 eine Lamellenkupplung, und die Lamellen 26 einer ersten Gruppe, die drehfest mit dem Werkzeugkopf 10 verbunden sind, wechseln sich jeweils mit Lamellen 24 einer zweiten Gruppe, die drehfest mit der Werkzeugaufnahme 18 verbunden sind, ab.In this embodiment, the clutch 16 is a multi-plate clutch, and the plates 26 of a first group, which are connected in a rotationally fixed manner to the tool head 10, alternate with plates 24 of a second group, which are connected in a rotationally fixed manner to the tool holder 18.
Der Werkzeugkopf 10 weist eine Hülse 28 auf, über die die von der Tellerfederanordnung 20, 22 auf die Schaltkupplung 16 wirkende Kraft über eine Druckplatte 46 einstellbar ist. An der Hülse 28 ist eine Markierung 30 vorgesehen, durch die der Grenzwert des übertragbaren Drehmoments anzeigbar ist (Fig. 2). Darüber hinaus weist die Hülse 28 eine Öffnung 34 zum Ansetzen eines nicht weiter dargestellten Einstellelements auf. Die Hülse 28 ist mit einem Innengewinde 36 versehen, in welches ein Außengewinde 42 eines die Schaltkupplung 16 aufnehmenden Gehäuses 38 einschraubbar ist. Über eine nicht näher dargestellte Rastvorrichtung ist das Gehäuse 38 gegen unbeabsichtigtes Verdrehen gegenüber der Hülse 28 sicherbar.The tool head 10 has a sleeve 28, by means of which the force acting from the plate spring arrangement 20, 22 on the clutch 16 can be adjusted via a pressure plate 46. A marking 30 is provided on the sleeve 28, by means of which the limit value of the transmittable torque can be indicated (Fig. 2). In addition, the sleeve 28 has an opening 34 for the attachment of an adjustment element (not shown in detail). The sleeve 28 is provided with an internal thread 36, into which an external thread 42 of a housing 38 receiving the clutch 16 can be screwed. The housing 38 can be secured against unintentional rotation relative to the sleeve 28 via a locking device (not shown in detail).
In dem von dem in die Hülse 28 geschraubten Gehäuse 38 gebildeten Raum sind die Lamellenkupplung 16 die Druckplatte 46 und die Tellerferderanordnung 20, 22 axial in dieser Reihenfolge angeordnet. Durch Verdrehen der Hülse 28 gegenüber dem Gehäuse 38 ändert sich aufgrund der Verschraubung 36, 42 die axiale Ausdehnung des gebildeten Raums, wodurch die Tellerfederanordnung 20, 22 ent-The multi-disk clutch 16, the pressure plate 46 and the disc spring arrangement 20, 22 are arranged axially in this order in the space formed by the housing 38 screwed into the sleeve 28. By rotating the sleeve 28 relative to the housing 38, the axial extent of the space formed changes due to the screw connection 36, 42, whereby the disc spring arrangement 20, 22 is
Tb-Tb-
sprechend vorgespannt wird. Diese Vorspannung wird über die Druckplatte 46 auf die Lamellenkupplung 16 übertragen, wodurch das Schaltmoment vorgebbar ist.This preload is transmitted via the pressure plate 46 to the multi-plate clutch 16, whereby the switching torque can be specified.
Ferner ist im Werkzeugkopf 10 eine Ratscheneinheit 44 angeordnet, welche mit der Werkzeugaufnahme 18 zusammen wirkt, so daß in eine einstellbare Drehrichtung ein Freilauf der Werkzeugaufnahme 18 gegenüber dem Werkzeugkopf 10 und in die dazu entgegengesetzte Drehrichtung eine Drehmitnahme erreichbar ist.Furthermore, a ratchet unit 44 is arranged in the tool head 10, which cooperates with the tool holder 18, so that in an adjustable direction of rotation a freewheel of the tool holder 18 relative to the tool head 10 and a rotational drive can be achieved in the opposite direction of rotation.
Der Drehmomentschlüssel 14 kann als gewöhnliche Umschaltknarre verwendet werden, wobei zusätzlich gegenüber einer gewöhnlichen Umschaltknarre ein maximales Drehmoment einstellbar ist, mit dem die Befestigungselemente angezogen werden. Darüber hinaus bietet die Verwendung der Lamellenkupplung 16 den Vorteil, daß eine Gleitreibung zwischen den Lamellen nach dem Schalten vergleichsweise hoch einstellbar ist, so daß gerade bei Benutzung von Hand aufgrund der Bewegungsdynamik ein Schalten nicht zu einem „Durchrutschen" mit einer großen Drehgeschwindigkeit führt, wodurch sich der Benutzer verletzen könnte, indem er beispielsweise mit der Handhabe gegen einen Anschlag stößt.The torque wrench 14 can be used as a normal ratchet, and in addition, compared to a normal ratchet, a maximum torque can be set with which the fastening elements are tightened. In addition, the use of the multi-disk clutch 16 offers the advantage that a sliding friction between the disks can be set to a comparatively high level after switching, so that when used by hand, due to the dynamics of movement, switching does not lead to "slipping" at a high rotational speed, which could injure the user, for example by hitting a stop with the handle.
Die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Erläuterung der Erfindung und sind für diese nicht beschränkend. So können insbesondere Aussehen und Form des Drehmomentwerkzeugs als auch der Schaltkupplung, der Werkzeugaufnahme, usw. variieren.The embodiments shown in the figures serve only to explain the invention and are not limiting thereof. In particular, the appearance and shape of the torque tool as well as the clutch, the tool holder, etc. can vary.
So kann zum Beispiel bei einem automatischen Drehmomentwerkzeug zum Anziehen von Schrauben mit einem pneumatischen oder vergleichbaren Antrieb eine Einscheiben-Schaltkupplung verwendet werden, die eine geringere Gleitreibung gegenüber einer Lamellenkuppelung im geschalteten Zustand aufweist.For example, in an automatic torque tool for tightening screws with a pneumatic or similar drive, a single-disk clutch can be used, which has lower sliding friction than a multi-disk clutch when switched.
10 Werkzeug kopf 12 Handhabe10 Tool head 12 Handle
40 Außenseite40 Outside
14 Drehmomentschlüssel14 torque wrench
16 Lamellenkupplung16 multi-disk clutch
18 Werkzeugaufnahme18 Tool holder
20 Tellerfeder20 Disc spring
22 Tellerfeder22 Disc spring
24 Lamellen24 slats
26 Lamellen26 slats
28 Hülse28 Sleeve
30 Skalierung30 Scaling
32 Markierung32 Marking
34 Bohrung34 Bore
36 Innengewinde36 internal thread
38 Gehäuse38 Housing
42 Gewinde 44 Ratscheneinheit 46 Druckplatte42 Thread 44 Ratchet unit 46 Pressure plate
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20011206 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20041102 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20070816 |
|
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20090814 |
|
| R071 | Expiry of right | ||
| R071 | Expiry of right |