DE202009002062U1

DE202009002062U1 - Drehmoment-Stecknuss

Info

Publication number: DE202009002062U1
Application number: DE202009002062U
Authority: DE
Original assignee: SU Cheng Wei
Current assignee: SU Cheng Wei
Priority date: 2008-04-14
Filing date: 2009-04-14
Publication date: 2009-09-03
Anticipated expiration: 2019-04-15
Also published as: TW200942366A; US20090255386A1

Abstract

Drehmoment-Stecknuss, aufweisend:
ein Innenrohr (20), in dem eine axial bewegliche Positionierkugel (41), eine Feder (43) und eine radial bewegliche Belastungskugel (45) untergebracht sind, wobei die Positionierkugel (41) und die Belastungskugel (45) gegeneinander drücken, und wobei ein Teil der Belastungskugel (45) aus dem Innenrohr (20) vorspringen kann; und
ein Außenrohr (30), in dem ein Aufnahmeraum (31) axial ausgebildet ist, wobei der Innenrand des Aufnahmeraums (31) mit einem Zahnsegment (311) ausgestattet ist, auf dem eine Vielzahl von Greifzähnen (33) gleichmäßig angeordnet sind, und wobei die Greifzähne (33) jeweils zwei Seiten und eine zwischen den beiden Seiten befindliche Anlagefläche (333) aufweisen, und wobei eine U-förmige Rastnut (35) durch die gegenüberstehenden Seiten der beiden jeweils anliegenden Greifzähne (33) und das Zahnsegment (311) ausgebildet ist, und wobei das Außenrohr (30) drehbar auf dem Innenrohr (20) ausgesteckt ist, und wobei das Außenrohr (30) und das Innenrohr (20) beim entsprechenden Einrasten der Belastungskugel (45) in...

Description

Die Erfindung betrifft einen Schlüssel, insbesondere eine Drehmoment-Stecknuss.
Herkömmliche Stecknüsse sind zum Festziehen bzw. zum Demontieren der Maschinenbauteile in Kraftwerkzeugen oder Schlüsseln angebracht. Jedoch wird die Regulierung der aufzubringenden Kraft beim Anzug bzw. bei der Demontage lediglich dem Gefühl des Benutzers überlassen, wobei zu große Kraft zur Beschädigung der Maschinenbauteile und zu kleine Kraft zur Lockerung der Maschinenbauteile führen können.
Um die vorstehenden Nachteile der herkömmlichen Stecknüsse zu beseitigen, ist üblicherweise eine entsprechende Gestaltung heranzuziehen, mit der ein bestimmtes Drehmoment mit der Stecknuss aufgebracht werden kann. Dadurch lassen sich die Gefahren einer Blockierung der Kraftwerkzeuge bzw. einer Lockerung der Maschinenbauteile ausschließen, die auf die ungeeignete Kraftaufbringung bei der Operation zurückzuführen sind. Solche Gestaltungen sind wie folgt erläutert.
Aus der GB 856136 ist ein Schlüssel mit Drehmomentbegrenzung (TORQUE LIMITING WRENCHES) bekannt, der einen Mechanismus zur Realisierung eines geeigneten Verrieglungseffektes auf die Maschinenbauteile durch die Abstützung von drei kleinen Kugeln an der unteren Kugelfläche einer großen Kugel und durch die Anordnung eines elastischen Elements, das auf die große Kugel vertikal drückt, sowie der Anordnung von quer auf die kleinen Kugeln gerasteten Ringen erzielen kann. Jedoch ist die Erreichung des vorgegebenen Drehmoments zwischen dem Drehmoment-Schlüssel und dem Maschinenbauteil bei der Verwendung des Drehmoment-Schlüssels schwer vom Benutzer zu erkennen, was den Schlüssel verbesserungsbedürftig macht. Aus der amerikanischen Patentveröffentlichung US369338 ist eine Drehmoment-Kupplung (TORQUE RESPONSIVE CLUTCH) bekannt, die das ausgeübte Drehmoment durch eine vorgespannte zentrale große Kugel, drei sich an der unteren Kugelfläche der großen Kugel abstützende kleine Kugeln sowie durch eine sechs identische bogenförmige Aussparungen aufweisende Außenhülse rechtzeitig kontrollieren kann. Immerhin weist diese Drehmoment-Kupplung den gleichen Nachteil, dass das Erreichen des vorgegebenen Drehmoments zwischen der Drehmoment-Kupplung und einem Maschinenbauteil schwer zu spüren ist, auf.
Aus der GB 2180476 ist ein schnell auswechselbarer Adapter mit Drehmomentbegrenzung für einen Drehmoment-Schlüssel (QUICK CHANGE ADAPTER WITH A TORQUE LIMITER FOR A TAPPING CHUCK) bekannt, der aus einem Klemmtopf, einem Antriebselement, einer Außenhülse und einer im Klemmkopf, Antriebelement und der Außenhülse eingebauten Drehmomenteinrichtung besteht. Durch den schnell auswechselbaren Adapter mit Drehmomentbegrenzung für einen Drehmoment-Schlüssel ist ein angemessener Verriegelungseffekt der Maschinenbauteile zu erzielen. Jedoch ist eine Vielzahl von unterschiedlichen Löchern zur Anpassung an die Bauteile in dem schnell auswechselbaren Adapter mit Drehmomentbegrenzung für einen Drehmoment-Schlüssel erforderlich, was eine Erhöhung der Montageschwierigkeit und der Herstellungskosten zur Folge hat.
Aus der US 4,063,474 ist ein Drehmoment-Schraubendreher (Torque limiting screwdriver) bekannt, in dem eine Gleithülse, ein Drehmomentverstellschraubenstift und eine Drehmomentverstelleinrichtung eingebaut sind. Dabei setzt sich die Drehmomentverstelleinrichtung wiederum aus einer Vielzahl von Kugeln, einer Kupplung und einer Mehrzahl von Federn zusammen. Bei der Verwendung des Drehmoment-Schraubendrehers lässt sich die Erreichung des vorgegebenen Drehmoments zwischen dem Drehmoment-Schlüssel und einem Maschinenbauteil nur schwer von dem Benutzer zu spüren, was verbesserungsbedürftig ist.
Aus der US 4,272,973 ist eine Muffenverbindung eines Drehmoment-Schlüssels (Socket joint for torque wrench) bekannt, bei der mindestens ein erstes Rastelement, ein in das erste Rastelement eingreifendes zweites Rastelement, eine gegen das zweite Rastelement gedrückte Feder und eine gegen ein Ende der Feder gedrückte Verstellschraube in einem Gehäuse 50 aufeinanderfolgend eingebaut sind. Bei der Verwendung der Muffenverbindung eines Drehmoment-Schlüssels erfolgt ein Leerlauf der Feder und des zweiten Rastelements bei nicht genügender Druckkraft der Feder gegen das zweite Rastelement, was zum Funktionsausfall der Muffenverbindung eines Drehmoment-Schlüssels führt.
Der Erfindung liegt die Ausgabe zugrunde, eine Drehmoment-Stecknuss zu schaffen, die mit einer Greifzahngestaltung ein Geräusch beim Erreichen des vorgegebenen Drehmoments erzeugt, an dem der Benutzer die bereits erreichte Drehmomentvorgabe zwischen dem Drehmoment-Schlüssel und einem Maschinenbauelement leicht erkennen kann.
Im Folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
1 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Drehmoment-Stecknuss;
2A einen Axialschnitt durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmoment-Stecknuss im Anwendungszustand;
2B einen Schnitt entlang der Linie 2B-2B in 2A;
3A einen Schnitt durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmoment-Stecknuss in der Ruhelage;
3B einen Schnitt entlang der Linie 3B-3B in 3A;
4 in schematischer Perspektivdarstellung die Vorgehensweise zum Einführen eines Werkzeugeinsatzes in die erfindungsgemäße Drehmoment-Stecknuss;
5 in schematischer Perspektivdarstellung die erfindungsgemäße Drehmoment-Stecknuss in Verbindung mit einem Schlüssel;
6 in schematischer Perspektivdarstellung die erfindungsgemäße Drehmoment-Stecknuss in Verbindung mit einem Aufsteckgriff;
7 einen Schnitt durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmoment-Stecknuss mit einem Stellbolzen;
8 in schematischer Perspektivdarstellung die erfindungsgemäße Drehmoment-Stecknuss in Verbindung mit einer weiteren Stecknuss;
9 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Drehmoment-Stecknuss ohne Stellbolzen; und
10 einen Axialschnitt durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmoment-Stecknuss ohne Stellbolzen.
Hinsichtlich 1, 2A und 2B ist eine erfindungsgemäße Drehmoment-Stecknuss dargestellt, die in erster Linie aus einem Innenrohr 20 und einem Außenrohr 30 besteht, welche nach dem Zusammenbau zueinander drehbar sind.
Auf beiden Enden des Innenrohrs 20 sind jeweils ein Hohlraum 21 und ein erster Montageabschnitt 22 vorgesehen. Ferner ist eine mit dem Hohlraum 21 verbundene Durchgangsbohrung 23 in radialer Richtung des Innenrohrs 20 ausgebildet. Ein Flansch 24 ist in dem mittleren Bereich Innenrohrs 20 radial ausgebildet. Weiterhin erstreckt sich ein Verstellloch 25 mit einem Schraubenlochaufbau (Gewinde) in axialer Richtung zwischen dem Hohlraum 21 und dem ersten Montageabschnitt 22. In dem Hohlraum 21 sind eine Positionierkugel 41, eine erste Anschlagscheibe 42, eine Feder 43 und eine zweite Anschlagscheibe 44 nacheinander eingebaut, die jeweils gegeneinander drücken. Der erste Montageabschnitt 22 ist entweder als viereckiger Hohlraum oder als sechseckiger Hohlraum ausgeführt und steht zum Aufstecken des in 4 dargestellten Werkzeugeinsatzes D zur Verfügung, der zum Festziehen bzw. zum Demontieren eines Maschinenbauteils verwendet werden kann. In der Durchgangsbohrung 23 ist eine Belastungskugel 45 untergebracht, die gegen die Positionierkugel 41 drückt. Dabei kann ein Teil der Belastungskugel 45 aus dem Innenrohr 20 vorspringen. In dem Verstellloch 25 ist ein axial verstellbarer Stellbolzen 46 eingebaut, der als Schraubenstift ausgeführt ist. Ein Endabschnitt 461 des Stellbolzens 46 dient zur Verstellung der herausragenden Höhe des im Verstellloch 25 befindlichen Stellbolzens 46 aus dem Montageabschnitt 22, um das Drehmoment der Drehmoment-Stecknuss festzustellen. Ein Endabschnitt 462 des Stellbolzens 46 drückt gegen die Positionierkugel 41.
In axialer Richtung ist das Außenrohr 30 an seinen beiden Enden jeweils mit einem Aufnahmeraum 31 und einem zweiten Montageabschnitt 32 ausgestattet, wobei der zweite Montageabschnitt 32 zum Aufsetzen eines Schlüssels A und eines Aufsteckgriffs B (siehe 5 und 6) dient. Am Rand des Aufnahmeraums 31 ist ein Zahnsegment 311 ausgebildet, auf dem eine Vielzahl von Greifzähnen 33 gleichmäßig vorgesehen ist. Außerdem sind die Greifzähne 33, um die Achsenmitte des Außenrohrs 30 angeordnet und weisen jeweils eine erste Seite 331, eine zweite Seite 332 und eine jeweils mit der ersten und zweiten Seite 331, 332 verbundenen Anlagefläche 333 auf. Zwischen der jeweils gegenüberstehenden ersten und zweiten Seite 332 der jeweils zwei anliegenden Greifzähne 33 und dem Zahnsegment 311 ist eine Rastnut 35 ausgebildet, deren Querschnitt U-förmig ausgeführt ist. Das Außenrohr 30 ist drehbar auf dem Innenrohr 20 aufgesteckt. Beim Zusammenbau des Außenrohrs 30 und des Innenrohrs 20 stützt sich das Außenrohr 30 durch den Anschlag des Flansches 24 an den Flansch 24. Rastet die Belastungskugel 45 in die Rastnut 35 ein, sind das Außenrohr 30 und das Innenrohr 20 gegeneinander positioniert. Umgekehrt, wenn die Belastungskugel 45 von den Anlageflächen 333 der einen Greifzähne 33 gedrückt wird, sind das Außenrohr 30 und das Innenrohr 20 zueinander drehbar.
Beim Drehen des Außenrohrs 30 gegenüber dem Innenrohr 20 wird die Belastungskugel 45 davon weggedrückt bzw. zurück ins Innenrohr 20 hineingedrückt, indem die Position der Belastungskugel 45 relativ zu der Rastnut 35 und den Greifzähnen 33 verändert wird. Dabei wird ein Geräusch durch das beim Überrollen der Belastungskugel 45 über die Greifzähne 33 stattfindende Einrasten der Belastungskugel 45 in die Rastnut 35 erzeugt.
Vorstehend werden der Aufbau der wesentlichen Bauteile des Ausführungsbeispiels sowie deren Anordnung einer erfindungsgemäßen Drehmoment-Stecknuss dargestellt. Was die Betätigung und den Effekt der erfindungsgemäßen Drehmoment-Stecknuss betrifft, sind 2A, 2B, 3A und 3B heranzuziehen.
Liegt das aufgebrachte Drehmoment beim Benutzen einer Drehmoment-Stecknuss unter einer festen Benutzervorgabe, kann der Anzug bzw. die Demontage der Maschinenbauteile mit der Drehmoment-Stecknuss mithilfe des Zusammenbaus zwischen der Belastungskugel 45, der Positionierkugel 41, der Feder 43 sowie den Greifzähnen 33 des Außenrohrs 30 und den Rastnuten 35 durchgeführt werden.
Ist das von einem Benutzer auf die Drehmoment-Stecknuss aufgebrachte Drehmoment größer als der von dem Benutzer vorgegebene Sollwert, dreht sich das Außenrohr 30 im Uhrzeigersinn. In diesem Fall zieht sich die Belastungskugel 45 den ersten Seiten 331 und der Anlagefläche 333 der Greifzähne 33 vom Außenrohr 30 entlang in die Durchgangsbohrung 23 des Innenrohrs 20 zurück, sodass die Positionierkugel 41 durch die Druckwirkung der Belastungskugel 45 angehoben wird. Dabei wird die Feder 43 zur Erzeugung einer elastischen Rückstellkraft zugleich von der Positionierkugel 41 so gedrückt, dass sich das Außenrohr 30 kontinuierlich im Uhrzeigersinn dreht, bis sich die Rastnut 35 des Außenrohrs 30 an die Belastungskugel 45 anpasst. Unter diesem Umstand wird die Belastungskugel 45 unter Zuhilfenahme der von der Feder 43 erzeugten elastischen Rückstellkraft von der Anlagefläche 333 der Greifzähne 33 schnell in die Rastnut 35 eingerastet. Mit anderen Worten wird die Belastungskugel 45 dabei zwischen der zweiten Seite 332 der Greifzähne 33, der ersten Seite 331 der anderen Greifzähne 33 und dem Zahnsegment 311 des Außenrohrs 30 angeschlagen. Demzufolge entstehen bei dem schnellen Berührungsstoß der Belastungskugel 45 mit der zweiten Seite 332 der Greifzähne 33, der ersten Seite 331 der anderen Greifzähne 33 und dem Zahnsegment 311 des Außenrohrs 30 Geräusche. Auf diese Weise wird der Benutzer akustisch über die Erreichung des vorgegebenen Drehmoments zwischen dem Drehmomentschlüssel und dem Maschinenbauteil informiert, indem ein Geräusch beim Erreichen des Drehmoments während der Verwendung der Drehmoment-Stecknuss mithilfe der Greifzahngestaltung erzeugt wird.
Darüber hinaus setzt sich die Drehmoment-Stecknuss aus einem Außenrohr, einem Innenrohr, einer Feder, einer Positionierkugel und einer Belastungskugel zusammen. Aus diesem Grund ist eine Stecknuss mit Drehmomentbegrenzung bei einer Montage mithilfe einer vereinfachten Gestaltung, besonders durch den Einbau einer Positionierkugel und einer Belastungskugel, bereitgestellt, was eine praktische Montage gestattet.
Die Einstellung des auf einem Maschinenbauteil aufzubringenden Drehmomentes kann durch die Höhenverstellung des Stellbolzens 46 im Verstellloch 25 zur Regulierung der Vorspannung der Feder 43 erfolgen (siehe 7). Im nicht vorgespannten Zustand der Feder 43 entspricht die vom Benutzer aufzubringende Spannkraft der maximalen Torsionskraft, der die Feder 43 widerstehen kann. Die Vorspannkraft der Feder 43 erhöht sich mit der Zunahme des Spannwegs der Feder 43. Dementsprechend wird die Kraft zur Bewegung der Belastungskugel 45 verringert, was gleichzeitig eine Reduzierung der Anzugskraft der Maschinenteile bedeutet.
Anhand 8 ist der erste Montageabschnitt 22 des erfindungsgemäßen Innenrohrs 20 zum Aufstecken der Stecknuss C als viereckiger Zylinder ausgeführt.
Bezug nehmend auf 9 und 10 ist der erste Montageabschnitt 22 des Innenrohrs 20 als viereckiger Zylinder ausgeführt und ein Ansatz 26 unter dem Hohlraum 21 des Innenrohrs 20 angeordnet. Dabei ist der Ansatz 26 gegen die Positionierkugel 41 gedrückt und es Stellbolzen befindet sich kein im Innenrohr 20. In diesem Fall ist das Drehmoment der Drehmoment-Stecknuss lediglich von der Steifigkeit der Feder 43 bestimmt.
Die Erfindung betrifft somit eine Drehmoment-Stecknuss, mit der zusätzlich zur Einstellung einer Drehmomentvorgabe ein Geräusch beim Erreichen des vorgegebenen Drehmoments erzeugt wird. Durch das Geräusch wird der Benutzer akustisch über das Erreichen des vorgegebenen Drehmoments zwischen dem Drehmomentschlüssel und dem Maschinenbauteil informiert. Außerdem ist eine Stecknuss mit einer Drehmomentbegrenzung mithilfe einer vereinfachten Gestaltung durch die Erfindung zu realisieren, was eine Verringerung der Herstellungs- und Montagekosten gewährleistet.

90: nicht-mitbeweglicher Antrieb
20: Innenrohr
21: Hohlraum
22: erster Montageabschnitt
23: Durchgangsbohrung
24: Flansch
25: Verstellloch
26: Ansatz
30: Außenrohr
31: Aufnahmeraum
311: Zahnsegment
32: zweiter Montageabschnitt
33: Greifzahn
331: erste Seite
332: zweite Seite
333: Anlagefläche
35: Rastnut
41: Positionierkugel
42: erste Anschlagscheibe
43: Feder
44: zweite Anschlagscheibe
45: Belastungskugel
46: Stellbolzen
461: erster Endabschnitt
462: zweiter Endabschnitt
A: Schlüssel
B: Aufsteckgriff
C: Stecknuss
D: Werkzeugeinsatz

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- GB 856136 [0004]
- US 369338 [0004]
- GB 2180476 [0005]
- US 4063474 [0006]
- US 4272973 [0007]

Claims

Drehmoment-Stecknuss, aufweisend: ein Innenrohr (20), in dem eine axial bewegliche Positionierkugel (41), eine Feder (43) und eine radial bewegliche Belastungskugel (45) untergebracht sind, wobei die Positionierkugel (41) und die Belastungskugel (45) gegeneinander drücken, und wobei ein Teil der Belastungskugel (45) aus dem Innenrohr (20) vorspringen kann; und ein Außenrohr (30), in dem ein Aufnahmeraum (31) axial ausgebildet ist, wobei der Innenrand des Aufnahmeraums (31) mit einem Zahnsegment (311) ausgestattet ist, auf dem eine Vielzahl von Greifzähnen (33) gleichmäßig angeordnet sind, und wobei die Greifzähne (33) jeweils zwei Seiten und eine zwischen den beiden Seiten befindliche Anlagefläche (333) aufweisen, und wobei eine U-förmige Rastnut (35) durch die gegenüberstehenden Seiten der beiden jeweils anliegenden Greifzähne (33) und das Zahnsegment (311) ausgebildet ist, und wobei das Außenrohr (30) drehbar auf dem Innenrohr (20) ausgesteckt ist, und wobei das Außenrohr (30) und das Innenrohr (20) beim entsprechenden Einrasten der Belastungskugel (45) in der Rastnut (35) gegeneinander positioniert sind, während das Außenrohr (30) und das Innenrohr (20) beim Drücken der Belastungskugel (45) durch die Anlageflächen (333) der Greifzähne (33) zueinander drehbar sind, wobei die Belastungskugel (45) beim Drehen des Außenrohrs (30) gegenüber dem Innenrohr (20) aus dem Innenrohr (20) herausgedrückt bzw. ins Innenrohr (20) hineingedrückt wird, indem die Position der Belastungskugel (45) relativ zu der Rastnut (35) und den Greifzähnen (33) verändert wird, und wobei ein Geräusch beim Einrasten der Belastungskugel (45) in der Rastnut (35) nach dem Überrollen der Belastungskugel (45) über die Greifzähne (33) erzeugt wird.
Drehmoment-Stecknuss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr (20) auf seinen beiden Enden jeweils mit einem Hohlraum (21) und einem ersten Montageabschnitt (22) axial ausgestattet ist, wobei sich eine Durchgangsbohrung (23) in radialer Richtung durch das Innenrohr (20) erstreckt, die wiederum mit dem Hohlraum (21) in Verbindung steht, und wobei der Hohlraum (21) zur Aufnahme der Positionierkugel (41) und der Feder (43) und die Durchgangsbohrung (23) zur Aufnahme der Belastungskugel (45) dient.
Drehmoment-Stecknuss nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verstellloch (25) zwischen dem Hohlraum (21) des Innenrohrs (20) und dem ersten Montageabschnitt (22) axial ausgebildet ist, wobei ein verstellbarer Stellbolzen (46) in dem Verstellloch (25) eingebaut ist, und wobei ein Endabschnitt (461) des Stellbolzens (46) aus dem ersten Montageabschnitt (22) herausragt, während der andere Endabschnitt (462) gegen die Positionierkugel (41) drückt.