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Drehmomentwerkze Die Erfindung bezieht sich auf ein Drehmomentwerkzeug
zum Aufbringen eines vorbestimmten Drehmoments sowie ein Ver-' fahren zum Aufbringen
eines Drehmoments.
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Bei vielen elektronischen und elektrostatisch-graphischen Einrichtungen
ist es beispielsweise häufig nötig, auf ein drehbares Befestigungselement, wie z.B.
eine Schraube oder einen Bolzen ein bestimmtes Drehmoment auszuüben, wenn diese
Einrichtungen einwandfrei arbeiten sollen. Wenn ein zu hohes Drehmoment ausgeübt
wird, kann es zu schweren Schäden an den Einrichtungen kommen. Außerdem besteht
die Gefahr, daß an dem Befestigungselement Beschädigungen auftreten, so daß es nur
mit größten Schwierigkeiten wieder ausgebaut werden kann.
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Wird dagegen ein zu niedriges Drehmoment aiasgeübt, so ist die Befestigung
ungenügend.
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Herkömmliche Drehmomentwerkzeuge sind mit einer Äii zeige skala zur
Anzeige des aufgebrachten Drehmoments versehen, was jedoch nicht ansschließt, daß
Geräte'oder Einrichtungen beX schädigt werden, wenn ein Bedienungsmanrl fahrlässig
oder versehentlich ein zu hohes Drehmoment auSbring-t Es gibt außerdem Werkzeuge,
welche bei Erreichen des richtigen Drehmoments durchrutschen; sie sind jedoch sehr
kostspielig.
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Die Erfindung strebt an, mit einfachen und wirtschaftlichen Mitteln
ein Verfahren und eine Vorrichtung, bzw. ein Drehmomentwerkzeug zu schaffen, welche
es einer Bedienungsperson ermöglichen, das richtige Drehmoment mühelos aufzubringen.
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Außerdem soll durch die Erfindung ein preiswertes, leichtes und zuverlässig
arbeitendes Drehmomentwerkzeug geschaffen werden.
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Die Erfindung löst die vorstehend angeführte Aufgabe, indem sie ein
Drehmomentwerkzeug vorsieht, das so ausgelegt ist, daß es bei einem vorbestimmten
Drehmoment abschert. Das Werkzeug ist dazu bestimmt, an einem gewissen Befestigungselement,
wie z.B.
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einer Schraube oder einen Bolzen, das dafür erforderliche Drehmoment
aufzubringen. Das Drehmomentwerkzeug ist hierbei auf das richtige Drehmoment für
das jeweilige Befestigungselement abgestimmt. Bei Erreichen des erforderlichen Drehmoments
schert der Werkzeugkörper ab, so daß es dem Bedienungsmann unmöglich ist, fahrlässig
oder versehentlich ein zu hohes Drehmoment auf das Befestigungselement wirken zu
lassen.
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Bei welchem Drehmoment der Werkzeugkörper abschert, hängt sowohl von
den Schereigenschaften des Werkzeugkörpermaterials als auch von der Dicke des Werkzeugkörpers
ab, wobei die Scherfestigkeit
des Werkzeugkörpers gewöhnlich eine
lineare Punki;ion der Dicke des Körpers ist0 Das gewählte- llateril, aus dem der
Körper hergestellt ist, und die Dicke des Werkzeugkörpers bestimmen also gemeinsam
das gewünschte Drehmoment, bei dem das Drehmomentwerkzeug abschert. Die Schereingenschaften
lassen sich sowohl empirisch als auch~ im Annäherungsverfahren oder mittels eines
herkömmlichen' Torsionsmessers bestimmen. Aus der Kenntnis dieser tigenschaften
kann dann ein Werkzeugkörper mit dem gew u schten Scherpuni> konstruiert werden.
Das Längen- Breitenvelhaltnis des Werkzeugs sollte im allgemeinen nicht größer als
8:1 sein.
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Wird dieser Wert überschritten, ist die erforderliche Werkzeugstabilität
nicht mehr gegeben.
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Gewöhnlich wird die Dicke des Drehmomentlferkzeugs durch die Größe
des Befestigungselements, wie z.B. eine Schraube oder einen Bolzen, festgelegt,
für welches das Werkzeug bestimmt ist. Daher hängt das höchst mögliche Drehmoment,
welches das eine bestimmte Dicke aufweisende Drehmomentwerkzeug noch ohne abzuscheren
aufnehmen kann, im allgemeinen von dem gewählten Material ab. Bei Erreichen dieses
höchst möglichen Drehmoments schert der Werkzeugkörper ab. Der zur Abscherung fvirende
Drehmomentwert kann dadurch geändert werden, daß an dem Körper besonders ein Scherpunkt
vorgesehen wird. Der eine bestimmte Dicke aufweisende, aus einem bestimmten Material
hergestellte Drehmomentwerkzeugkörper schert sodann bei Aufbringen eines bestimmten
Drehmoments ab. Falls gewünscht, kann der Körper mit einer Einschnürung, d.h. mit
einem Abschnitt geringerer Dicke, versehen werden, an welcher der Körper schon bei
einem geringeren Drehmoment abschert, als das Drehmoment, bei welchem der Körper
ohne die Einschnürung abscheren würde. Das Drehmoment, bei dem der Werkzeugkörper
abschert, läßt sich folglich durch Anordnung unterschiedlich großer Einschnürungen
am Werkzeugkörper
variieren. Dadurch, daß eine Einsch@ürung zur
vorherigen Be stimmung des Drehmomentswerts, bei dem das Werkzeug abschert, verwendet
wird, ergibt sich noch der zusätzliche Vorteil, daß der besondere. Scherpunkt des
Werkzeugkörpers vorher festgelegt ist. Beispielsweise verhindert bei Einführung
eines erfindungsgemäßen Drehmomentschlüse ls in eine Schraube oder eine Nutterschraube
die Eins"bnürung im Werkzeugkörper, daß der Schlüssel in der Schraube oder Nutterschraube
abschert.
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Für jedes vorbestimmte Drehmoment ist jeweils ein Drehronzentwerkzeug
vorgesehen, und die einzelnen Drehmomente, bei denen die jeweiligen Werkzeugkörper
abscheren, können auf diesen z.B. durch Nummerierung, Farbmarkierung, Beschriftung
oder andere geeignete Kennzeichnung angegeben sein.
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Der das Drehmoment aufbringende Körper des Werkzeugs ist vorzugsweise
aus entweder thermoplastischem oder wärmehärtbarem Kunststoffmaterial hergestellt,
da dieses mit geringem Kostenaufwand erhältlich ist. Das gewählte Material muß selbstverständlich
bei Aufbringen#eines vorbestimmten Drehmoments entweder mit oder ohne einem besonders
vorgeschenen Scherpunkt scherfähig sein. Als geeignete Werkstoffe seien hier beispielsweise
Polyvinylchlorid, Polyproylen, Polysulfone, Epoxydharze, Polystyrol und/oder Polyamide,
wie z.B.
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NYLON und ähnliche Stoffegenannt. Es sei bemerkt, daß zur Erreichung
der erforderlichen ,Schereigenschaften auch Mischungen verschiedener Stoffe verwendet
werden können. Die zweckmäßigste Wahl eines bestimmten Materials für ein spezifisches
Drehmomentwerkzeug ergibt sich aus der vorstehenden Beschreibung der Erfindung.
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Die Herstellung des Drehmomentwerkzeugs kann mittels eines beliebigen
Verfahrens zur Fertigung fester Gegenstände aus Kunststoffmaterial erfolgen, wie
z.B. durch Formpressen, Spritzformen, Strangpressen mit nachfoLgender Bearbeitung
oder ähnliche Verfahren. Das Werkzeug kann auch durch spanabhebende Bearbeitung
hergestellt werden. Wenn an dem Werkzeug körper eine Einschnürung zur vorherigen
Festlef;ung eines Scherpunktes vorgesehen wird, so kann diese entweder schon mit
dem Formvorgang oder nach dessen Beendigung durch spanabhebende Bearbeitung hergestellt
werden.
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Die Toleranzen der Drehmomentwerte, bei denen das Drehmomentwerkzeug
abschert, werden durch die Drehmomenttoleranzen der Schrauben öder Bolzen bestimmt,
für welche das Werkzeug verwendet wird. Die Toleranzen des Werkzeugkörpers lassen
sich durch Uberwachen von Abweichungen beiden Materialeigenv schaften und/oder Abmessungen
des Körpers genau kontrollieren.
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Wenn beispielsweise die Toleranzen sehr eng sind, können die Abmessungstoleranzen
dadurch überwacht werden, daß das Werkzeug mittels spanabhebender Bearbeitung hergestellt
wird.
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Außerdem lassen sich die Toleranzen noch dadurch steuern, daß darauf
geachtet wird, daß das Ausgangsmaterial keine Verunreinigung enthält und das fertige
Werkzeug keine Fehlstellen, lne etwa Blasen, aufweist.
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Die zweckmäßigste Herstellung des Werkzeugkörpers sowie die tiberwachung
der Toleranzen ergeben sich aus der vorstehenden Beschreibung der Erfindung.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbei spielen anhand der Zeichnung.
Darin zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer AusfüllrungsSorm des
erfindungsgemäßen Drehmomentwerkzeugs, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des in
Fig. 1 dargestellten Drehmomentwerkzeugs, Fig. 3 eine Seitenansicht einer weiteren
Allsführungsforn des erfindungsgemäßen Drehmomentwerkzeugs, ähnlich Fig. 1 und Fig.
4 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des erfindunsgemäßen Drehmomentswerkzeugs,
ähnlich Fig. 1.
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Fig. 1 zeigt einen Drehmomentwerkzeugkörper 10 in Form eines Schlüssels,
welcher aus Kunststoff hergestellt ist und einen Kopfabschnitt 11 aufweist, welcher
wiederum mit einer bestimmten Befestigungseinrichtung zusammenarbeitet, für die
der Schlüssel vorgesehen ist. Der Werkzeugkörper 10 besitzt weiterhin einen verdickten
Endabschnitt 12, an welchem ein geeigneter verstellbarer herkömmlicher Griff angebracht
und befestigt werden kann.
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Weiterhin besitzt der Körper 10 eine den Scherpunkt bildende kreisförmige
Aussparung, bzw. Einschnürung 13. Die Tiefe der Einschnürung 13 ist auf die Schereiganschaften
des Materiales des Werkzeugkörpers 10 so abgestimmt, daß der Werkzeugkörper 10 bei
Aufbringen eines vorbestimmten Drehmoments an der Einschnürung 13 abschert. Das
vorher bestimmte Drehmoment richte sich jeweils nach dem Befestigungselement, für
welches der Drehmomentschlüssel verwendet wird. Dieses Drehmoment, bei dem der Werkzeugkörper
10 abschert, ist auf diesem mittels einer geeigneten Kennzeichnung, beispielsweise
der Zahl 14, welche den zur AbDcherLulg $Nhrend'en Drelmomentwert bezeichnet,
angegeben.
Es sei bemerkt, daß außer Zahlen auch andere Kennzeichnungen verwendet werden können.
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Im Betrieb wird der verdickte Endabschnitt 12 in einen geeigneten
Griff eingefüllrt und der Kopfabschnitt bzw. Schlüssel kopf 11 wird an einem Befestigungselement
angebracht, für welches der Werkzeugkörper 10 bestimmt ist. Der Bedienungsmann übt
dann ein Drehmoment auf das Befestigungselement aus, und wenn das erforderliche
Drehmoment erreicht ist, sch";- der Werkzeugkörper 10 am Scherpunkt, bzw. an der
Einschnürung 13 ab.
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Auf diese Weise ist gewährleistet, daß das am Befestigungselement
aufgebrachte Drehmoment genau dem für dieses Element erforderlichen Drehmoment entspricht
und weder darüber noch darunter liegt.
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Im Rahmen der Erfindung sind außerdem weitere zahlreiche Abwandlungen
und Änderungen der vorstehend beschriebenen Ausführungsfor4nöglich. So kann das
Werkzeug beispielsweise einstückig mit einem Griff zum Aufbringen des Drehmoments,
z.B.
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einem -Kopfstück, ausgebildet sein.
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Ähnlich kann der Drehmomentwerkzeugkörper 10 auch anstelle eines Schlüsselkopfes
ein Schraubenzieherblatt 21 aufweisen (Fig. 3, gleiche Teile tragen gleiche Bezugsziffern).
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Drehmomentwerkzeug
10" auch ohne eine Einschnürung oder Aussparung ausgeführt sein (Fig. 4, gleiche
Teile tragen gleiche Bezugsziffern). In diesem Fall bestimmen sowohl die Dicke des
Werkzeugkörpers 10'l als auch die Schereingenschaften des Materials das zur Abscherung
führende Drehmoment, wobei kein genauer Scherpunkt vorher festgelegt ist.
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Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus der vorstehenden Beschreibung
der Erfindung. -Das erfindungsgemäße von Hand betätigbare Drehmomentwerkzeug zeichnet
sich insbesondere dadurch vorteilhaft aus, daß es einem Bedienungsmann das Aufbringen
des erforderlichen Drehmoments an einem Befestigungselement ermöglicht, und daß
hierdurch Schwierigkeiten und Schäden ausgeschlossen erden, welche sich gewöhnlich
dadurch ergeben, daß das auf ein Befestigungselement ausgeübte Drehmoment das erforderliche
Maß überschreitet.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Bedienungsmann nicht mehr
auf die herkömmlichen sperrigen Drehmomentwerkzeuge angewiesen ist, und daß das
erfindungsgemäße Drehmomentwerkzeug ohne großen Kostenaufwand hergestellt werden
kann.
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Diese sowie weitere Vor-teile der Erfindung ergeben sich aus der vorstehenden
Beschreibung.
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Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden
Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten,
räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch
in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.