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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehmomentschlüssel zum Anziehen oder Lösen einer Schraubverbindung gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1.
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Drehmomentschlüssel werden dazu genutzt, um Schraubverbindungen mit einem vorbestimmten Drehmoment anzuziehen. Hierbei gibt es Schraubverbindungen, beispielsweise Radmuttern eines Kraftfahrzeuges oder aber auch Langschrauben zur Koppelung eines Zylinderkopfes auf einer Verbrennungskraftmaschine, die mit einem vorgegebenen Drehmoment angezogen werden müssen, um zum einen bei einem zu geringen Anzugsdrehmoment ein sich selbständiges Lösen und zum anderen bei einem zu hohen Anzugsdrehmoment eine Beschädigung der Schraubverbindung oder aber angrenzender Bauteile zu vermeiden.
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In der Regel weist ein Drehmomentschlüssel an einem freien Ende einen Griff auf, um von einem anwendenden Monteur betätigt zu werden, und an dem diesen gegenüberliegenden Ende einen Ratschenkopf, der durch Aufstecken von Steckschlüsseln bzw. Nüssen einen Drehmomentschlüssel für eine jeweilige Schraubverbindung schnell modifiziert.
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Es ist also notwendig, dass ein Drehmomentschlüssel ein hoch präzises Anzugsdrehmoment auf eine Schraubverbindung aufbringt. Weiterhin sollte ein Drehmomentwerkzeug jedoch, um einem breiten Einsatzspektrum zugänglich zu sein, ein einstellbares Auslösedrehmoment besitzen. Hierzu besitzen Drehmomentschlüssel in der Regel eine Auslösemechanik, bestehend aus einer vorspannbaren Feder und einem auslösenden Hebel, wobei die Vorspannkraft der Feder durch ein Verdrehen des Griffes an dem Schaft eines Drehmomentschlüssels einstellbar ist. Wird dann der Drehmomentschlüssel zum Anziehen einer Schraubverbindung genutzt und erreicht die Schraubverbindung das eingestellte Auslösedrehmoment, so schlägt der Hebel gegen eine Innenseite des Gehäuses und gibt dabei eine haptische und/oder akustische Rückmeldung dem anwendenden Monteur, dass das Auslösedrehmoment erreicht ist.
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Zur Fertigung von Drehmomentschlüsseln ist es hier jedoch zunächst notwendig, dass die einzelnen Teile des Drehmomentschlüssels getrennt voneinander gefertigt werden und dann zusammengesetzt werden. Der so komplettierte Drehmomentschlüssel bedarf zunächst einer Voreinstellung und dann einer Feinjustierung des einstellbaren Drehmoments, so dass im späteren Benutzungsbetrieb ein anwendender Monteur durch Verdrehen des Griffes bei Einstellen eines Auslösedrehmoments, welches ihm beispielsweise auf dem Griff mit einer Skala angezeigt wird, sicher gehen kann, dass das eingestellte Drehmoment dem von ihm gewünschten Auslösedrehmomentwert entspricht.
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Hierzu ist beispielsweise in der
EP 1 825 959 B1 eine Justiermöglichkeit aufgezeigt, bei der zunächst die Feder der Auslösemechanik mit einem jeweils korrespondierenden Auslösedrehmoment durch Vorjustage in Übereinstimmung gebracht wird und sodann ein Spindelantrieb fest mit dem Griff gekoppelt wird, so dass durch späteres Verdrehen des Griffes selber jeweils die Feder der Auslösemechanik entsprechend dem gewünschten Auslösedrehmoment vorgespannt wird.
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Weiterhin ist aus der
DE 20 2007 008 522 U1 ein Drehmomentschlüssel bekannt, bei dem der Griff relativ zu dem Schaft drehbar ist, um so ein Auslösedrehmoment einzustellen. Wenn das gewünschte Auslösedrehmoment durch Relativverschiebung der Spindel aufgrund der Drehbewegung des Griffes relativ zu dem Schaft voreingestellt ist, ist eine Klemmfunktion vorgesehen, so dass ein nachträgliches, ungewolltes oder aber unbeabsichtigtes Verstellen des Griffes und somit eine Änderung des Auslösedrehmoments verhindert ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Drehmomentschlüssel mit einer Anzeigeskala zum Ablesen des Auslösedrehmomentes bereit zu stellen, der gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Drehmomentschlüsseln kostengünstiger produzierbar ist.
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Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Drehmomentschlüssel gemäß den Merkmalen im Anspruch 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Der Drehmomentschlüssel zum Anziehen oder Lösen einer Schraubverbindung weist einen Schaft und einen an einem Ende des Schaftes angeordneten Griff auf, wobei auf dem dem Griff gegenüberliegenden Ende des Schaftes eine Aufnahme für eine formschlüssige Schraubverbindung koppelbar ist, insbesondere ein Knarrenkopf mit Vierkant, wobei in dem Schaft eine durch relatives Drehen des Griffes gegenüber dem Schaft über eine Feder vorspannbare Auslösemechanik angeordnet ist, mit der ein Auslösedrehmoment einstellbar ist, wobei die Auslösemechanik eine Spindel aufweist, die formschlüssig mit dem Griff gekoppelt ist und der Griff bei eingestelltem Auslösedrehmoment arretierbar ist. Der Drehmomentschlüssel ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Griff eine in Axialrichtung des Schaftes verschiebbare Anzeigeskala gekoppelt ist, wobei an dem Schaft eine Anzeige angeordnet ist.
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Mithin ist es im Rahmen der Erfindung möglich, den Griff gegenüber dem Schaft zu drehen, so dass der Spindelantrieb innerhalb des Schaftes in Axialrichtung zum Spannen oder aber Entspannen der Feder der Auslösemechanik bewegt wird. Dabei verschiebt sich aufgrund der Koppelung von Spindel und Griff auch der Griff in Axialrichtung gegenüber dem Schaft. Die Anzeigeskala, welche mit dem Griff gekoppelt ist, verschiebt sich somit auch relativ in Axialrichtung gegenüber dem Schaft. An dem Schaft selbst ist wiederum eine Anzeige vorgesehen, die aufgrund der relativen Positionsänderung in Axialrichtung der Anzeigeskala im Zusammenspiel mit der Anzeigeskala selber einem anwendenden Monteur die Möglichkeit gibt, einen eingestellten Auslösedrehmomentwert abzulesen. Damit der eingestellte und abgelesene Auslösedrehmomentwert mit dem am Knarrenkopf anliegenden Drehmomentwert übereinstimmt, weist der Drehmomentschlüssel bevorzugt eine Vorjustierung bzw. Feinjustierung auf, mit der es möglich ist, den Drehmomentschlüssel voreinzustellen oder aber nachzujustieren, so dass stets eine hohe Präzision des Drehmomentwertes der angezogenen Schraubverbindung gegeben ist.
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Bevorzugt ist die Anzeige selbst fest an dem Schaft gekoppelt, wobei die Anzeige als Axialführung für die Anzeigeskala ausgebildet ist. Weiterhin bevorzugt ist dann die Anzeigeskala selbst drehbar mit dem Griff gekoppelt. Die Anzeigeskala verschiebt sich durch diese Ausführung bei Drehbewegung des Griffes nur in Axialrichtung. Die Koppelung zwischen Anzeigeskala und Griff ermöglicht es, dass die Drehbewegung des Griffes nicht als Drehbewegung auf die Anzeigeskala übertragen wird, jedoch die Axialbewegung des Griffes durch die Koppelung auf die Anzeigeskala übertragen wird. Aufgrund der Axialführung wird somit die Anzeigeskala auf dem Schaft in Axialrichtung entsprechend dem eingestellten Auslösedrehmomentwert vor- und zurückbewegt.
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Hierzu ist die Skala insbesondere derart ausgebildet, dass sie den Schaft umfangsseitig zumindest abschnittsweise umgreift, insbesondere in einem Griffabschnitt umgreift die Anzeigeskala den Schaft umfangsseitig vollständig. Besonders bevorzugt ist die Anzeigeskala selbst als Kunststoffbauteil, insbesondere Spritzgusskunststoffbauteil, ausgebildet, so dass sie besonders kostengünstig in einem Herstellungsschritt produzierbar ist und über den Schaft geschoben werden kann und mit dem Griff gekoppelt ist.
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Besonders bevorzugt erfolgt die Koppelung zwischen Anzeigeskala und Griff über einen Stift, wobei der Stift im Wesentlichen orthogonal in einem Abstand zu der Mittellängsachse des Schaftes angeordnet ist und insbesondere in eine Nut des Griffes eingreift. Die Nut ist an dem Griff selbst weiterhin bevorzugt umfangsseitig zumindest teilweise umlaufend ausgebildet, insbesondere vollständig ausgebildet, so dass der Stift bei Ausführen der Drehbewegung radial umlaufend bewegt wird und/oder die Nut sich radial umlaufend um den Stift bewegt, wobei eine Verschiebung in Axialrichtung über den Stift übertragen wird, so dass die axiale Relativbewegung zu dem Schaft von Griff und Anzeigeskala gleichzeitig ausgeführt wird. Der Stift dient gleichzeitig als formschlüssige Lagefixierung derart, dass die Anzeigeskala und der Griff miteinander gekoppelt werden. Dies kann bei dem ersten Zusammensetzen des Drehmomentschlüssels in der Fertigung durch eine Einrast- oder aber Einclipsverbindung über den Stift erfolgen. Der Stift kann im Rahmen der Erfindung auch beispielsweise in Form eines Sprengringes ausgebildet sein oder aber als Niet oder Splint.
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Weiterhin besonders bevorzugt weist die Anzeigeskala selbst eine Schiebenut auf, wobei die Schiebenut auf der Anzeige axial verschiebbar ausgebildet ist. Die Schiebenut ist insbesondere auf einer Unterseite der Anzeigeskala, ganz besonders bevorzugt auf einen Innenmantelfläche, welche an der Außenmantelfläche des Schafts anliegt, ausgebildet. Die Anzeige steht insbesondere in Form einer Linearführung, ganz besonders bevorzugt in Form eines Rechteckes, gegenüber der Außenmantelfläche des Schaftes über und greift zumindest teilweise in die Schiebenut ein. Hierdurch wird eine Axialführung zwischen Anzeigeskala und Anzeige sichergestellt, so dass sich die Anzeigeskala nicht bei Drehbewegung des Griffes in Drehrichtung mitdreht.
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Weiterhin besonders bevorzugt weist die Anzeige selbst mindestens eine Anzeigemarkierung, insbesondere mindestens einen Anzeigestrich auf, wobei die Anzeigeskala mindestens eine Ausnehmung und/oder eine transparente Einlage besitzt, so dass der Anzeigestrich durch die Außenumhüllung und/oder die transparente Einlage für einen anwendenden Monteur ablesbar ist. Auf der Anzeigeskala ist dann eine Einteilung, insbesondere eine numerische Einteilung, in Form von Zahlenwerten des einzustellenden Auslösedrehmoments angezeigt, so dass der Anzeigestrich jeweils dem einzustellenden Auslösedrehmomentwert auf der Anzeigeskala in Axialrichtung positioniert ist.
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Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, dass auf der Anzeigeskala verschiedene Anzeigemarkierungen angeordnet werden. Somit können die Drehmomentwerte des jeweils eingestellten Auslösedrehmoments beispielsweise in zwei voneinander verschiedenen Einheiten gleichzeitig angezeigt werden.
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Insbesondere sind hierbei die zwei voneinander verschiedenen Einheiten sowie deren jeweilige Anzeige voneinander beabstandet. Im Rahmen der Erfindung gibt es somit zwei in einem Abstand zueinander angeordnete Anzeigeskalen, die jeweils den gleichen Auslösedrehmomentwert anzeigen, jedoch in verschiedenen Einheiten. Ein Ablesefehler durch einen anwendenden Monteur wird hierdurch vermieden.
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Weiterhin bevorzugt weist der erfindungsgemäße Drehmomentschlüssel eine Feineinstellung des Auslösedrehmoments auf, die insbesondere nach dem Prinzip eines Nonius ausgebildet ist. Die Feineinstellung ist insbesondere als radial umlaufende Markierung an dem Griff ausgebildet, insbesondere drehfest mit dem Griff gekoppelt und/oder einstückig und werkstoffeinheitlich an dem Griff selbst ausgebildet. Ganz besonders bevorzugt weist die Markierung Zahlenwerte im Bereich von 0 bis 9 auf, so dass bei einer Drehmomentänderung einer Griffumdrehung von 360 Grad von 10 Nm über die Feineinstellung, beispielsweise von 0 bis 9, die Zunahme um je einen Zahlenwert eine Drehmomentzunahme von 1 Nm des Auslösedrehmoments bedeutet.
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Die Anzeigeskala selbst weist weiterhin besonders bevorzugt eine derartige Ausnehmung und/oder transparente Einlage auf, dass die Feineinstellung ablesbar ist. Im Rahmen der Erfindung ist es insbesondere möglich, dass eine transparente Einlage mit Vergrößerungsfunktion vorgesehen ist, so dass die Zahlenwerte der Feineinstellung über einen Fensterausschnitt vergrößert ablesbar sind. Dies erleichtert insbesondere bei hochpräzisem Einsatz des erfindungsgemäßen Drehmomentschlüssels die tägliche einfach ablesbare Einstellung für einen anwendenden Monteur.
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Im Rahmen der Erfindung steht weiterhin insbesondere ein Anzeigestrich gegenüber einer Oberfläche der Anzeige selbst hervor. Der Anzeigestrich ragt dabei in eine Ausnehmung der Anzeigeskala hinein, so dass ein Ablesefehler aufgrund einer winkeligen Betrachtung minimiert oder gar unterbunden wird. Wenn eine transparente Einlage in der Ausnehmung angeordnet ist, ist der Anzeigestrich insbesondere derart gegenüber der Anzeige überstehend ausgebildet, dass zwischen Anzeigestrich und einer Unterseite der transparenten Einlage ein Luftspalt verbleibt, so dass hier kein formschlüssiger Kontakt bei der Verstellung des Auslösedrehmoments entsteht.
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Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin möglich, dass in die Ausnehmung der Anzeigeskala oder aber in einem Randbereich der Ausnehmung direkt die Einheiten sowie Werte des eingestellten Auslösedrehmoments eingebracht werden. Dies kann beispielsweise durch eine Gravur in den Kunststoff erfolgen oder aber auch durch ein Einprägen oder aber Überstehen des Werkstoffes im Bereich der Ausnehmung an der Anzeigeskala.
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Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der folgenden Beschreibung. Bevorzugte Ausführungsvarianten werden in den schematischen Figuren dargestellt. Diese dienen dem einfachen Verständnis der Erfindung. Es zeigen:
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1a und b einen erfindungsgemäßen Drehmomentschlüssel in einer Draufsicht und in einer Seitenansicht,
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2a und b eine Längsschnittansicht durch den erfindungsgemäßen Drehmomentschlüssel mit Detailansicht,
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3 eine Detaildraufsicht auf eine erfindungsgemäße Anzeigeskala,
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4 eine Querschnittsansicht durch eine erfindungsgemäßen Drehmomentschlüssel mit Anzeigeskala und
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5a und b eine perspektivische Ansicht auf eine Anzeige mit Anzeigeskala.
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In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet, auch wenn eine wiederholte Beschreibung aus Vereinfachungsgründen entfällt.
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1a und b zeigen einen erfindungsgemäßen Drehmomentschlüssel 1 in einer Draufsicht sowie einer Seitenansicht. Der Drehmomentschlüssel 1 weist einen Schaft 2 auf sowie an einem Ende des Schaftes 2 einen Knarrenkopf 3 mit Vierkant 4. An dem dem Knarrenkopf 3 gegenüberliegenden Ende ist ein gegenüber dem Schaft 2 drehbarer Griff 5 angeordnet, wobei der Griff 5 einen Verriegelungsring 6 aufweist, mit dem der Griff 5 in der eingestellten Position eines gewünschten Auslösedrehmoments arretierbar ist. Hierzu ist eine Verriegelungsanzeige 7 angeordnet, die die Relativposition von Verriegelungsring 6 zu Griff 5 in Entriegelungs- oder aber Verriegelungsposition anzeigt. Weiterhin ist mit dem Griff 5 eine Anzeigeskala 8 gekoppelt, die in Axialrichtung A mit dem Griff 5 verschiebbar auf dem Schaft 2 gelagert ist. Die Anzeigeskala 8 umgreift den Schaft 2 an einem Griffende 9 umfangsseitig und ist mit dem Griff 5 über einen Stift 10 um eine Mittellängsachse 11 des Schafts 2 relativ drehbar, in Axialrichtung A formschlüssig gekoppelt.
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2a und b zeigen einen erfindungsgemäßen Drehmomentschlüssel 1 in einer Querschnittsansicht sowie in 2b in einer Detailquerschnittsansicht. Zu erkennen ist hier, dass mit dem Schaft 2 selbst eine Anzeige 12 formschlüssig gekoppelt ist, wobei gegenüber der Anzeige 12 relativverschieblich die Anzeigeskala 8 in Axialrichtung A verschiebbar gelagert ist. Hierzu ist ein Hohlraum in Form einer Verschiebenut 13 unterhalb der Anzeigeskala 8 gelagert, in die die Anzeige 12 selbst formschlüssig eingreift. Der Griff 5 selbst weist eine diesen formschlüssig radial umlaufende Nut 14 auf, in die der Stift 10 eingreift, so dass Anzeigeskala 8 und Griff 5 relativ zueinander drehbar gelagert sind, jedoch in Axialrichtung A formschlüssig miteinander im Eingriff sind. Eine axiale Verschiebung des Griffes 5 auf dem Schaft 2 ruft somit auch eine axiale Verschiebung der Anzeigeskala 8 hervor. Ferner sind an dem Schaft 2 Längsnuten 15 angeordnet, die insbesondere radial in dem Schaft 2 umlaufend in einem Abstand zueinander verteilt sind, wobei ein Walzenkörper 16 in einer Längsnut 15 zum Eingriff kommt und über den Verriegelungsring 6 formschlüssig verriegelbar ist, so dass der Griff 5 und der Schaft 2 verdrehsicher miteinander gekoppelt sind. Auf der dem Walzenkörper 16 gegenüberliegenden Seite ist ferner eine Kugel 17 angeordnet, die ebenfalls in die Längsnuten 15 eingreift und dabei eine haptische und/oder akustische Rückmeldung über die jeweilige Relativposition von Griff 5 und Schaft 2 zueinander gibt. Die Kugel 17 ist dabei über eine Federzunge 18 des Verriegelungsringes 6 federnd gelagert und wird auf die Außenmantelfläche 19 des Schaftes 2 bzw. in die jeweilige Längsnut 15 auf dem Schaft 2 gedrückt.
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3 zeigte eine Detaildraufsicht auf eine erfindungsgemäße Anzeigeskala 8, wobei die Anzeigeskala 8 in der hier dargestellten Ausführungsvariante eine Einlage 20 in Form einer Kunststoffplatte aufweist, die mit mindestens einer Skala versehen ist, und in der Einlage 20 selbst wiederum Sichtfenster 21 angeordnet sind. Die unter der Anzeigeskala 8 liegende Anzeige 12 selbst weist einen Anzeigestrich 22 auf, bei dem es sich beispielsweise um einen gravierten Strich in der Anzeige 12 handeln kann, wobei durch Relativverschiebung von Anzeigeskala 8 zur Anzeige 12 der Anzeigestrich jeweils durch das Sichtfenster 21 ablesbar ist, um so auf das eingestellte Auslösedrehmoment zu schließen. Ferner weist der erfindungsgemäße Drehmomentschlüssel 1 eine Feineinstellung 23 auf, wobei der unterhalb der Anzeigeskala 8 rotierende Teil 24 des Griffes 5, dargestellt in 2b, ablesbar ist und hier beispielsweise ein Zahlenwert von 0 bis 9 in Form eines Nonius zum Ablesen eines Feineinstellungsdrehmoments durch ein Sichtfenster 21 ablesbar ist.
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4 zeigt eine Querschnittsansicht durch den erfindungsgemäßen Drehmomentschlüssel 1, wobei gut zu erkennen ist, dass der Schaft 2 außenseitig von der Anzeigeskala 8 umgriffen ist und die Anzeige 12 selbst in Form eines Rechtecks gegenüber der Außenmantelfläche 19 des Schaftes 2 überstehend ist und in der Verschiebenut 13 der Anzeigeskala 8 gelagert ist. Oberhalb der Anzeige 12 selbst ist dann an der Anzeigeskala 8 eine Einlage 20 angeordnet, die den jeweiligen Drehmomentwert im Zusammenspiel mit der Anzeige 12 ablesen lässt. Ebenfalls dargestellt ist dies nochmals in 5a und b. Insbesondere gut zu erkennen ist die gegenüber der Außenmantelfläche 19 des Schaftes 2 abstehende Anzeige 12 mit hier dargestellt zwei Anzeigestrichen 22. In der Anzeigeskala 8 selbst ist dann mindestens ein Sichtfenster 21 angeordnet, über das der jeweilige Anzeigestrich 22 einsehbar ist und hierüber wiederum ein eingestellter Auslösedrehmomentwert ablesbar ist. Die Anzeige 12 selbst ist formschlüssig in der Verschiebenut 13 gelagert, so dass ein Verschieben in Axialrichtung A der Anzeigeskala 8 gegenüber dem Schaft 2 ermöglicht wird. Eine Drehbewegung wird jedoch aufgrund des formschlüssigen Eingriffs zwischen Anzeige 12 und Anzeigeskala 8 unterbunden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehmomentschlüssel
- 2
- Schaft
- 3
- Knarrenkopf
- 4
- Vierkant
- 5
- Griff
- 6
- Verriegelungsring
- 7
- Verriegelungsanzeige
- 8
- Anzeigeskala
- 9
- Griffende
- 10
- Stift
- 11
- Mittellängsachse zu 2
- 12
- Anzeige
- 13
- Verschiebenut
- 14
- Nut
- 15
- Längsnut zu 2
- 16
- Walzenkörper
- 17
- Kugel
- 18
- Federzunge
- 19
- Außenmantelfläche zu 2
- 20
- Einlage
- 21
- Sichtfenster zu 20
- 22
- Anzeigestrich
- 23
- Feineinstellung
- 24
- rotierender Teil
- A
- Axialrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1825959 B1 [0006]
- DE 202007008522 U1 [0007]
