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Drehmoment-Begrenzungseinrichtung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehmoment-Begrenzungseinrichtung
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Zur Montage und Reparatur beispielsweise von Kraftfahrzeugen werden
aufgrund von Vorschriften der Hersteller für viele Schrauben und Muttern die Anzugsmomente
vorgeschrieben. Dafür werden Drehmomentschlüssel verwendet, die in der Anschaffung
relativ teuer sind. Derartige Schlüssel sind darüber hinaus schlag- und fallempfindlich,
da es sich überwiegend um Zeigergeräte handelt. Wenn mit diesen empfindlichen Geräten
unter rauhen Betriebsbedinungen, beispielsweise bei der Befestigung von Schwerlastankern
im Stahlbetonbau, gearbeitet wird, ist die Unzweckmäßigkeit leicht vorstellbar.
Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Geräte besteht darin, daß bei Verwendung
von Verlängerungen, die bei Arbeiten an schwer zugänglichen stellen notwendig sind,
Tors i onsabwe ich ungen auftreten, die sich auf das Anzugsmoment ungünstig auswirken.
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Bekannt sind ferner Drehmoment-Begrenzer, die mittels Kugeln axial
gegen Federkraft im Eingriff stehen. Diese bekannten Werkzeuge werden entweder vom
Hersteller auf ein bestimmtes Drehmoment fest eingestellt oder müssen von dem Benutzer
in umständlicher Weise erst verstellt werden (DE-OS 3 229 016 und 3 139 140).
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Bei einer weiteren bekannten Ausführungsform (DE-PS 2 944 182) stehen
schräge Flächen axial gegen Federkraft im Eingriff. Nachteilig ist die hohe Eigenreibung
der Flächen, die jeweils abhängig von der Flächenrauhigkeit und der Abnutzung unterschiedlich
groß ist; außerdem ist die am Mitnahme schaft entstehende Reibung beim Überkuppelvorgang
als nachteilig empfunden worden. Der Drehmomentbereich wird ferner noch eingeengt,
da ein Teil der Federkraft durch die Eigenreibung ausgeglichen wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Drehmoment-Begrenzungseinrichtung
der fraglichen Art in der Einstellung und Handhabung einfach, in der Herstellung
billig und darüber hinaus verschleißarm zu gestalten.
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Diese Aufgabe wird bei einer Drehmoment-Begrenzungseinrichtung nach
dem Oberbegriff des Hauptanspruches dadurch gelöst, daß die Kupplungskugeln in der
als Käfig dienenden Mantelfläche eines topfförmigen Gehäuses des Arbeitsgliedes
angeordnet sind, daß in dem Antriebsglied eine die Form des Mantels eines gleichseitigen
Polygons aufweisende Aussparung vorgesehen ist, daß eine jede Kupplungskugel in
der Kuppelstellung in den Scheitelbereich zweier, eine Eckkante des Mantels bildenden
Flächen eingreift und daß die der Anzahl der Eckkanten entsprechenden Kupplungskugeln
sich gegen ein Stützglied im topfförmigen Gehäuse abstützen.
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In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens besteht das Antriebsglied
aus einem Kopfteil und einem sich daran anschließenden, die Aussparung enthaltenden
hohlzylinderförmigen Teil, der auf der einen Seite von einem Bodenteil begrenzt
ist.
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Zweckmäßig stützt sich das als Kugel ausgebildete Stützglied gegen
den Bodenteil ab.
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Weitere Merkmale der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung gemäß der
Erfindung gehen aus den Unteransprüchen sowie der nachstehenden Beschreibung hervor.
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Ein Ausführungsbeispiel der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung ist
in der Zeichnung noch etwas näher veranschaulicht. In dieser zeigen in rein schematischer
Weise: Fig. 1 einen senkrechten Axialschnitt durch die Drehmoment-Begrenzungseinri
chtung gemäß der Erfindung in der Kuppelstellung, Fig. 2 einen Schnitt längs der
Linie II-II in Fig. 1.
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Die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung besteht im wesentlichen aus
einem Antriebsglied 1 und einem Arbeitsglied 2, welche über eine einstellbare Drehmoment-Begrenzungskupplung
mit Kupplungskugeln 3 miteinander verbindbar sind.
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Die Kupplungskugeln 3 sind in Aussparungen 14 in der als Käfig dienenden
Mantelfläche 5 eines topfförmigen Gehäuses 6 des Arbeitsgliedes 2 angeordnet.
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In dem Antriebsglied 1 ist eine die Form des Mantels eines gleichseitigen
Polygons aufweisende Aussparung 7 vorgesehen. Bei der dargestellten Ausführungsform
ist als Polygon ein Sechseck gewählt. Die Erfindung ist aber auf diese besondere
Verwirklichungsform keineswegs beschränkt. Wesentlich ist nur, daß dieses Polygon
gleichseitig ist.
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Wie namentlich aus Fig. 2 der Zeichnung hervorgeht, greift eine jede
Kupplungskugel 3 in der Kuppelstellung in den Scheitelbereich zweier, eine Eckkante
des Mantels bildenden Flächen ein. Die Anzahl der Eckkanten, im vorliegenden Falle
also sechs, entspricht der Anzahl der Kupplungskugeln 3, welche sich gegen ein Stützglied
8 im topfförmigen Gehäuse 6 des Arbeitsgliedes 2 abstützen.
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Das Antriebsglied 1 besteht dabei aus einem Kopfteil 9 und einem
sich daran anschließenden, die Aussparung 7 enthaltenden hohlzylinderförmigen Teil,
der auf der einen Seite von einem Bodenteil 10 begrenzt ist.
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Das als Kugel ausgebildete Stützglied 8 stützt sich dabei gegen den
Bodenteil 10 ab.
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Wie die Zeichnung deutlich macht, greift das topfförmige Gehäuse
6 des Arbeitsgliedes 2 in den hohlzylinderförmigen Teil des Antriebsgliedes 1 ein.
An der Außenfläche des hohlzylinderförmigen Teiles des Antriebsgliedes 1 ist ein
Gewinde 11 angeordnet, welches in ein Innengewinde 12 eines topfförmigen Außengehäuses
13 eingreift.
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In der als Käfig dienenden Mantelfläche 5 sind Aussparungen 14 (Fig.
1) in Form von Querbohrungen vorgesehen, welche über den Umfang der Mantelfläche
5 gleichmäßig verteilt sind und zur Aufnahme der Kupplungskugeln 3 dienen.
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Auf der dem Stützglied 8 abgewandten Seite des topfförmigen Gehäuses
6 des Arbeitsgliedes 2 ist eine Platte 15 vorgesehen, die als Widerlager für das
eine Ende einer Einstellfeder 16 der Drehmoment-Begrenzung dient. Das andere Ende
dieser Einstellfeder 16 stützt sich gegen den Bodenteil 13a des topfförmigen Außengehäuses
13 ab.
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Das Arbeitsglied 2 weist einen an die Platte 15 sich anschließenden
zapfenförmigen Teil 17 auf, an dessen einem Ende ein Vierkant 18 zur Aufnahme einer
nicht weiter dargestellten Stecknuß vorgesehen ist. Diese Stecknuß wird auf die
zu befestigende Schraube oder Mutter u. dgl. aufgesteckt.
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Die Stecknuß ist dabei mit dem Vierkant 18 über ein Gesperre, insbesondere
Kugelgesperre lösbar verbindbar. Die Kugel dieses Gesperres ist in der Zeichnung
mit der Bezugsziffer 19 angedeutet.
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Zur Verhinderung einer unbeabsichtigten Verstellung des Drehmomentes
ist in dem Bodenteil 10 ein Bremsring 20 vorgesehen, welcher sich gegen die Innenfläche
des topfförmigen Außengehäuses 13 anlegt.
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Im Kopfteil 9 des Antriebsgliedes 1 ist ein Innenvierkant 21 zur
Aufnahme eines in der Zeichnung nicht weiter dargestellten Anzugshebels vorgesehen.
Zur Sicherung dient zweckmäßig ein Gesperre, insbesondere Kugelgesperre.
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Mit der Bezugsziffer 22 ist ein Sicherungsring, z.B.
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Sprengring bezeichnet, der ein unbeabsichtigtes Lösen des topfförmigen
Außengehäuses 13 von dem Antriebsteil 1 verhindert.
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Die Arbeitsweise der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung ist die folgende:
In
der Kuppelstellung nehmen die einzelnen Teile die in der Zeichnung dargestellte
Lage ein.
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Zur Einstellung des gewünschten Drehmomentes wird das Antriebsglied
1 relativ zu dem topfförmigen Außengehäuse 13 verdreht, wobei letzteres festgehalten
wird. Dies geschieht beispielsweise über den Boden 13b, der z.B. mittels eines Schraubenschlüssels
u. dgl. arretiert wird. Durch die Relativbewegung des Antriebsgliedes 1 wird die
Kraft der Einstellfeder 16 entsprechend dem gewünschten Drehmoment verändert. Zweckmäßig
sind zur genauen Einstellung der Kraft der Einstellfeder 16 Markierungen am Umfang
des Kopfteiles 9 des Antriebsgliedes 1 sowie am Umfang des topfförmigen Außengehäuses
13 vorgesehen.
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Nach dem Aufsetzen der Stecknuß auf den Vierkant 18 und Ansetzen
der Handhabe, z. B. des Anzugshebels, an das Antriebsglied 1 wird durch entsprechende
Drehung des Anzugshebels die Schraubenmutter u. dgl. solange auf den zugeordneten
Schraubenbolzen u. dgl. aufgeschraubt, bis das maximal eingestellte Drehmoment erreicht
ist. Das topfförmige Außengehäuse 13 macht dabei als Folge des Bremsringes 20 die
Drehbewegung des Antriebsgliedes 1 mit.
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Die Drehbewegung wird dabei von dem Anzugshebel über das Antriebsglied
1 sowie die Drehmoment-Begrenzungskupplung auf das Arbeitsglied 2 und damit über
die Stecknuß auf die Schraubenmutter u. dgl. übertragen. Bei weiterer Drehbewegung
rollen die Kupplungskugeln 3 über die kleineren Flächenmaße der Aussparung 7 und
auf der Mant-elfläche des Stützgliedes 8 ab, pressen das Arbeitsglied 2 axial gegen
die Federkraft der Federn 16, bis die Kupplungskugeln 3 die kleinsten Flächenmaße
der Aussparung 7 radial überschritten haben und gleiten in den nächstfolgenden Scheitelbereich
der beiden eine Eckkante bildenden Flächen des Mantels der Aus-
:;parung
7 ein. Das elngeslellteDrehmoment wird stets an der engsten Stelle der gegenüberliegenden
Flächen der Aussparung 7 erreicht.
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Wegen der Rollbewegung der Kupplungskugeln 3 auf den vorerwähnten
Flächen treten nur geringe Reibungskräfte auf, was sich auf den Verschleiß außerordentlich
günstig auswirkt.
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Hierdurch werden auch die Artungszeiten, insbesondere aber die Lebensdauer
des Gerätes ganz erheblich erhöht.
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Es ist klar, daß die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung auch im Zusammenhang
mit Schlitzklingen zum Einschrauben von Schrauben u. dgl. eingesetzt werden kann.