DE4408653C2

DE4408653C2 - Verfahren und Werkzeug zum Anziehen von Schraubelementen mit einem vorgewählten Drehelement sowie zum Lösen von Schraubelementen

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Publication number: DE4408653C2
Application number: DE19944408653
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Lins Thomas 28199 Bremen De
Priority date: 1994-03-15
Filing date: 1994-03-15
Publication date: 2003-01-30
Anticipated expiration: 2014-03-16
Also published as: DE4408653A1

Abstract

Mit den zur Verfügung stehenden, von Hand betriebenen Werkzeugen zum Lösen von Schraubenverbindungselementen, können die erforderlichen Drehmomente zum Lösen von Schraubenverbindungen nicht von jedermann aufgebracht werden. Das neue Werkzeug (mit sehr geringem Eigengewicht) soll ein extrem leichtes Lösen und ein definiertes Anziehen von Schraubenverbindungselementen ermöglichen. DOLLAR A Dies geschieht dadurch, daß nach dem Ansetzen des Werkzeuges an die Schraubenverbindung ein Federmechanismus in Anzugsrichtung mittels Schwungscheibe aufgezogen wird und nach dem Loslassen der Schwungscheibe (geringen Gewichts) ein Drehmomentimpuls, mittels Anschlagvorrichtung, in Löserichtung erzeugt wird. Im Vergleich zu drehmomentverstärkenden Getrieben u. ä., kann hier mit nur drei Bauteilen (Vierkant-Steckschlüssel-Aufnahme, Energiespeicher, Schwungrad), ein beliebig großer Verstärkungsfaktor realisiert werden. Das Werkzeug ist zum Lösen und Anziehen von Schraubenverbindungen verwendbar. DOLLAR A Durch definierte Energieeinbringung (Federspannung) kann ein definiertes Drehmoment erzeugt werden, was ein Anziehen mit vorgeschriebenem Drehmoment ermöglicht. DOLLAR A Das Werkzeug ist an allen Schraubenverbindungselementen einzusetzen. Eine spezielle Ausführung stellt ein Werkzeug zum Lösen von Radverschraubungen an LKW und PKW dar. Mit einem Werkzeug von wenigen kg Masse können Drehmomente bis zu 1500 NM und mehr erzeugt werden. Das Spannen des Federspeichers von Hand kann dabei bis zu 50 NM erfordern.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4 und ein Werkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruches 7.

Aus US 50 95 784 ist eine Vorrichtung zum Anziehen von Gewindebefestigungselementen mit einem vorgewählten Drehmoment bekannt, bei dem die dort vorgesehene Feder das Schwenkorgan in der Mittelstellung zwischen zwei Anschlägen halten soll. Diese Feder dient lediglich dazu, Spiel aus dem Antriebsstrang zu eliminieren, bevor der Drehmomentimpuls auftritt. Durch die fehlende Lagerung der Ausgangswelle soll das gleichmäßige Aufeinandertreffen von Hammer- und Amboss-Paaren und damit ein geringer Verschleiß sichergestellt werden. Andererseits soll ein Springen bzw. mehrmaliges Zurückschlagen der Schwungmasse vermieden werden. Damit die Feder den eigentlichen Arbeitsvorgang nicht beeinflußt, wird diese unter Vorspannung gleich Null so eingebaut, daß die beiden Hammerteile winkelmäßig zwischen den Amboss-Teilen zentriert sind. Dadurch wird für beide Drehrichtungen, nämlich das Anziehen und Lösen das gleiche Anwendungsverhalten sichergestellt, ohne daß ein Umstellen des Werkzeuges erforderlich ist.

Bei dieser bekannten Anordnung ist die Feder im Teillastbereich für die Höhe des maximal erwünschten Drehmomentimpulses schädlich und im Volllastpunkt ohne Wirkung bzw. an der Erzeugung von hohen Drehmomentimpulsen nicht beteiligt.

Des weiteren ist aus der DE 28 28 670 A1 ein Werkzeug zum Lösen von Schrauben bekannt, bei dem der Haltearm mit einer Nussachse, d. h. Abtriebseinheit, starr und im rechten Winkel dazu verbunden ist. Des weiteren ist der Haltearm starr mit Anschlägen verbunden, so daß es sich um ein statisch dynamisch unbestimmtes System handelt, so daß nicht festgelegt werden kann, in welche Teildrehmomente sich der erzeugte Drehmomentschlag aufteilt, nämlich in die Nussachse und in den Haltearm. Bei einer lockeren Schraube geht der Schlag voll in die Hand, die das Werkzeug durch den Haltearm hält.

Aus den Entgegenhaltungen FR 22 42 200 und DE 32 15 848 A1 ergibt sich keine definierte Position des Werkzeuges, da kein Federelement oder ein entsprechendes Element vorgesehen ist, das die Schlagflächen in einer definierten Position halten könnte.

Bei dem Werkzeug nach US 28 30 450 handelt es sich um ein konventionelles statisches Werkzeug das ebenfalls keine Feder oder dergl. und kein Schwungmassensystem aufweist.

Aus der DE 15 03 043 A1 ist ein Werkzeug bekannt, das weder eine Skala noch eine Vorwählmöglichkeit hat Gegenstand der GB 626 162 ist ein Schraubenzieher, der ohne entsprechende Feder arbeitet. Der US 51 52 569 ist kein Schwungmassensystem und keine Abtriebswelle zu entnehmen. Ferner zeigt US 27 28 689 kein annähernd symmetrisches Schwungmassensystem.

Ein Nachteil der Werkzeuge nach bekannten Drehmomentverfahren besteht darin, daß durch eine Person manuell nur ein begrenztes Drehmomentmaximum erzeugt werden kann und dies auch durch Verlängerung eines Hebelarmes unergonomisch ist. Für das Anziehen von Schraubverbindungen mit sehr hohen Drehmomenten und der entsprechenden Präzision werden sogar mehrere Personen benötigt. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß Spezialwerkzeuge, wie z. B. Drehmomentschlüssel, sehr teuer in der Anschaffung sind.

Diese Arten von handbetriebenen Schlagschraubern, Schwungmassenschraubern, Drehschlagwerzeugen usw. haben desweiteren den Nachteil, daß ein sehr großes Geschick für die wirkungsvolle Bedienung der Werkzeuge nötig ist und eine möglichst große Antriebskraft während des in Schwung bringen der Schwungmasseneinheit aufgebracht werden muß. Dabei ist zu berücksichtigen, daß das Werkzeug wenn es z. B. an Radmuttern, welche geringe Distanz zum Boden bzw. zur Aufstandsfläche des Fahrzeuges aufweisen, oder an sonstigen räumlich beengten Positionen zum Einsatz gebracht werden soll, mehr oder weniger Verletzungsgefahren wie Quetschen, Stoßen, Prellen usw. mit sich bringen kann, und ein besonders vorsichtiger Umgang nötig ist. Zudem kann es unter oben genannten Einsatzbedingungen durchaus der Fall sein, daß während des in Schwung bringen der Schwungmasseneinheit der notwendige Bewegungsablauf der kraftaufbringenden Hand derart unergonomisch bzw. unbequem wird, daß die notwendige Kraft nicht immer erreicht werden kann. Vielfach werden dabei besonders Personen, welche etwas schwächer gebaut sind als der berühmte Schlossergeselle wie z. B. Frauen, insbesondere schwangere, oder ältere Menschen, dazu verleitet besonders nahe, (der Sicherheitsabstand zwischen Werkzeug besonders dem beweglichen Teil und dem Körper wird unterschritten), an dem Werkzeug die Kraft einzuleiten. Besonders bei Werkzeugen deren Schwungmasseneinheit nicht ringförmig ausgebildet ist, sondern die Gestalt eines Balkens mit zwei endseitig befestigten Gewichten aufweisen wie z. B in der deutschen Offenlegungsschrift DE 32 15 848 A1 ersichtlich ist, besteht durchaus Verletzungsgefahr besonders für Personen die solche praktischen Aufgaben bzw. Tätigkeiten selten durchführen. Hier wird z. B. die Kraft an einem Gewicht oder Ende der sogenannten Aufschlagstange durch die Hand eingeleitet und folge dessen besondere Aufmerksamkeit dem Bewegungsablauf dieses Gewichts bzw. Endes aufgebracht, um Verletzungen an der krafteinleitenden Hand zu vermeiden. Das gegenseitige Gewicht bzw. Ende der Aufschlagstange bleibt somit meist unberücksichtigt und unbeobachtet im Hinblick auf dessen Bewegungsablauf. Unerwarteter Kontakt zwischen Aufschlagstange und Körper oder anderen Gegenständen können die Folge sein, welche im ungünstigsten Fall Verletzungen verursachen, sofern nicht über ein gewisses Maß an Erfahrung mit der Anwendung dieses Werkzeuges verfügt wird.

Zudem weisen einige der oben aufgeführten Werkzeuge noch einen oder mehrere der im folgenden genannten Mängel auf:

- Der effektive Freilauf bzw. der Verdrehwinkel zwischen Schwungmasseneinheit und Abtriebseinheit ist durch zwei Schlagwerke mit Hammer und Amboß stark eingeschränkt. Mit einbezogen sind dabei Konstruktionen mit nur einem Amboß und zwei Hammerteilen oder einem Hammer und zwei Amboßteilen. Dies hat zur Folge, daß die Energieeinbringung nach dem Gesetz Energie = Kraft × Weg durch den geringen Weg = Schwenkwinkel in rad × Radius mit Radius = Abstand von Kraftangriffspunkt der Hand und Schwenkachse, beeinträchtigt wird und dies nur durch Erhöhung der eingeleiteten Kraft durch die Hand ausgeglichen werden kann. Zudem hat ein doppeltes Schlagwerk den Nachteil, daß das Werkzeug unter Einhaltung relativ enger Toleranzfelder gefertigt werden muß um die nachteilige Wirkung der statischen Unbestimmtheit zwischen der Schwungmassenlagerung und den Schlagwerken zu minimieren. Nachteilig ist z. B., daß bei einem nicht gleichzeitigen Berühren von Hammer und Amboß aller Schlagwerke, die kraftübertragenden Teile, welche mit dem Schlagwerk, welches zuerst kontaktiert, stärker verformt werden müssen als die kraftübertragenden Teile der weiteren Schlagwerke. Verformungen jeglicher Art sind aber für die effektive Drehmomenterhöhung bzw. den Wirkungsgrad des Werkzeuges negative Einflüsse bzw. Effekte die es zu minimieren gilt.
- Das Werkzeug ist nicht zusammenklappbar, hat wenig oder keine zusätzlichen Anwendungsmöglichkeiten.

Ferner ist bekannt, daß für das Anziehen von Schraubenverbindungen, welche mit einem definiertem Drehmoment angezogen werden sollen, spezielle Werkzeuge wie Drehmomentschlüssel u. ä., bzw. Verfahren wie dem Mutternausschlagverfahren eingesetzt werden.

Ein Nachteil dieser Werkzeuge ist, daß diese mehr oder weniger Spezialwerkzeuge darstellen, welche vorwiegend zum Anziehen von Gewindebefestigungselementen wie Schraubverbindungen mit einem definierten bzw. gewünschtem maximalen Drehmoment verwendet werden. Diese Werkzeuge arbeiten meist sehr präzise und bedürfen hin und wieder einer Eichung. Deshalb ist es unzweckmäßig, solche Werkzeuge zum, im Extremfall, gewaltsamen Lösen von Schraubverbindungen zu verwenden, da hier durch Spitzenbelastungen kraftübertragende Teile geringfügig verformt werden können und eine Drehmomentbegrenzung bzw. Drehmomenteinstellung nicht mehr in der erwarteten präzision erreicht werden kann.

Es soll daher ein Werkzeug bereitgestellt werden, das

- sowohl als Schlagschlüssel zum Lösen von Gewindebefestigungselementen, als auch als Drehmomentschlüssel verwendet werden kann,
- eine ergonomische Bedienung garantiert,
- von Personen mit wenig handwerklichem Geschick und geringer Fähigkeit zu körperlicher Leistung angewendet werden kann,
- speziell im Kraftfahrzeugwesen zu einem Multi-Funktions-Werkzeug ausgebildet werden kann.

Gegenüber diesen bekannten Vorschlägen hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, Gewindebefestigungselemente bzw. Schraubelemente mit einem vorwählbaren Drehmoment anzuziehen, d. h. von vorneherein ein bestimmtes Drehmoment auf einer Skala, einem Display oder dergl. zu wählen und durch Aufladen eines Energiespeichers das Gewindebefestigungselement mit diesem vorgewählten Drehmoment anzuziehen. Weiterhin soll mit vorliegender Erfindung die Aufgabe gelöst werden, Schraubelemente mit vorwählbarem Drehmoment zu lösen. Desweiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug anzugeben, mit dem eine Person definierte Anzugsdrehmomente bis in sehr hohe Anzugsbereiche mit einem Minimum an Kraftaufwand erzeugen kann, und ein entsprechendes Werkzeug mit wenigen Teilen und kostengünstig realisiert werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des Kennzeichens der Ansprüche 1, 2, 3 und 4 sowie 7 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß der Erfindung verläuft der Anziehvorgang in einer Reihe von zeitlich aufeinanderfolgenden Schritten; derartige Schritte werden so oft wiederholt, bis keine Verdrehung des anzuziehenden Gewindebefestigungselementes und damit kein Energieverbrauch zum Anziehen des Gewindebefestigungselementes mehr stattfindet. Ist dieses Stadium erreicht, ist dies ein Indiz dafür, daß das erwünschte Anzugsdrehmoment tatsächlich aufgebracht worden ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,

- daß im wesentlichen, neben der Lagerung, nur durch die Koppelung der Schwungmasseneinheit mit der Abtriebseinheit durch einen Energiespeicher, dieselben Bauteile wie Schwungmasseneinheit, Schlagwerk und Abtriebseinheit, wie sie dem Stand der Technik entsprechend bereits in Form eines Schlagwerkzeuges definiert wurden, zur Erzeugung von unterschiedlich hohen Anzugsdrehmomente insbesondere beim Anziehen von Schraubverbindungselementen, eingesetzt werden, und dies im wesentlichen ein Verfahren darstellt, bei welchem zuerst eine definierte Energie eingebracht wird, und diese Energiemenge in Form von vorwiegend elastischer Verformungsarbeit umgesetzt wird. Weist die Schraubenverbindung bereits eine Bolzenspannung auf, welche widerum in Relation zum Anzugsdrehmoment steht, und somit die Schraube oder Bolzen bzw. die Schraubenmutter keine Drehung infolge inpulsartiges Aufbringen von definierten Drehmomentspitzen mehr durchführt, trifft folgende Gleichgewichtsbeziehung zu: Das an der Schraubenmutter bzw. dem Schraubenbolzen angreifende Drehmoment resultiert aus der Steifigkeit des Werkzeugs und dem Grad der Verformung. Die Steiffigkeit des Werkzeugs und der Verformungsgrad geben wiederum Auskunft über die Höhe der gespeicherten Energie, bzw. der Verformungsgrad resultiert aus der Steiffigkeit des Werkzeugs und der in der Verformung gespeichrten Energie. Dabei ist zu beachten, daß eine Schraubenverbindung zuerst handfest, d. h. durch Anziehen mittels beschriebenen Werkzeugs mit gegebenem Hebelarm, angezogen wird und anschließend durch Einbringen der für ein bestimmtes Drehmoment definierten Energie, ein Drehmomentimpuls erzeugt wird. Dieser Drehmomentimpuls wird aber vorerst das zu erwartende Drehmoment nicht erreichen, da ein Teil der Energie zum Anziehen der Schraubenverbindung verbraucht wird. Ein Element der Schraubenverbindung wie z. B. Schraubenbolzen oder Schraubenmutter führen praktisch eine Relativverdrehung gegenüber seinem Partnerelement durch und das vorhandene Drehmoment der Schraubenverbindung bzw. die Bolzenspannung der Schraubenverbindung hat sich erhöht. Wird dieser Vorgang mehrmals wiederholt, nimmt die effektive Verdrehung der oder des Schraubenelementes stetig ab bis sie letztendlich den Wert 0 annimmt. Analog nimmt die durch den Anziehvorgang bei einem Impuls verbrauchte Energie stetig, d. h. mit Erhöhung des vorhandenen Drehmoments, ab. Mit der zum Erliegen gekommenen effektiven Verdrehung wähend weiterer Drehmoment-Impulse durch das Werkzeug, hat sich die Bolzenspannung bzw. das Anzugsdrehmoment der Schraubenverbindung auf den gewünschten Wert eingestellt. Ist somit praktisch keine Verdrehung der oder des Schraubenelementes nach einem Drehmoment-Impuls, jeweils mit der für die speziell gewünschte maximale Drehmoment erforderlichen Energieeinbringung erzeugt, mehr festzustellen, kann indirekt davon ausgegangen werden, daß die Schraubenverbindung mit dem speziell gewünschten maximalen Drehmoment angezogen wurde. Desweiteren ist zu erwähnen, daß dieser durch z. B. 5 bis 10 Drehmoment-Impulse gekennzeichnete Anziehvorgang in der Weise beschleunigt, sprich mit weniger Drehmoment-Impulsen ausgeführt, werden kann, indem für den ersten oder der ersten Drehmoment-Impulse der relativ hohe Energieverbrauch, welcher wiederum durch die noch relativ lockere Schraubenverbindung und der damit verbundenen hohen Verdrehung der oder des Schraubenelementes, durch eine von vornherein höhere Energieaufbringung nach Anspruch 3 ausgeglichen werden kann. Es muß jedoch sicher gestellt werden, daß eine, wenn auch nur geringe Verdrehung infoge eines weiteren Drehmoment-Impulses, welcher durch eine speziell für das gewünschte Anzugsdrehmoment definierten Energieaufbringung karakterisiert ist, stattgefunden hat. Diese Methode der erhöhten Energieeinbringung während der ersten Impulse ist jedoch nicht für den normalen Benutzer, wie z. B. einem Ferkehrsteilnehmer der nur in seltenen Fällen die Radbolzenberbindungen seines KFZ löst und wieder anzieht, gedacht und ist deshalb für die Anwendung nicht überzubewerten. Vielmehr kann z. B. ein Monteur in einer Reifenwerkstätte durch laufende Praxis ein Gefühl dafür entwickeln wieviel Energie vorerst notwendig ist um in die Nähe des erwünschten maximalen Anzugsdrehmomentes zu gelangen.
Ein weiterer Vorteil des Werkzeuges sind die automatisch verbesserten Eigenschaften der Schraubverbindungselemente im Hinblick auf die Schraubensicherung. Unter automatischer Verbesserung wird verstanden, daß das impulsartige Anziehen der Schraubenverbindung folgende positive Nebeneffekte mit sich bringt. Durch die schwellende Drehbewegung der Schraubenmutter bzw. des Schraubenbolzens in Verbindung mit der bereits vorhandenen zu übertragenden Preßkraft, welche einen Wert erreicht hat, der es im Prinzip erst ermöglicht, eine schwellende Drehbewegung oben genannter Teile zu erwirken, werden Schmutzpartikel besser zermahlen bzw. zerkleinert und aus der Zone der sich gegeneinander reibenden Kontaktflächen abtransportiert, als bei einer kontinuierlichen Drehbewegung z. B. der Schraubenmutter gegenüber des Schraubenbolzens und des zu verbindenden Elementes wie z. B. einer Fahrzeugfelge, während des gesamten Anziehvorganges. Beim oben beschriebene Anziehvorgang, bei dem praktisch die Schraubenverbindung mehrere Anziehvorgänge mit steigenden Anzugsdrehmomenten hintereinander erfährt, haben die zeitlichen Pausen zwischen den Anziehvorgängen den Effekt, daß den kraftübertragenden Preßflächen der Schraubenverbindung, in der Fachsprache auch unter dem Begriff Setzflächen bekannt, im Vergleich zum kontinuierlichen Anziehvorgang mehr Zeit zum sogenannten Setzten der Setzflächen bleibt. Das heißt, daß ein Teil des Setzbetrages, welcher beim kontinuierlichen Anziehvorgang erst nach dessen Beendigung erreicht wird, bereits während des Anziehvorgangs durch das beschriebene Werkzeug, gekennzeichnet durch Drehmoment-Impulse und Pausen in denen keine Verdrehung stattfindet, erreicht und somit durch weitere Impulse automatisch nahezu ausgeglichen wird. Hier werden auch neben den Setzbeträgen, welche z. B. stark von der Geometrie, der Werkstoffpaare und dem Verschmutzungsgrad der Schraubenverbindung beeinflußt werden, elastische, teilplastische und plastische Verformungen die sich nach dem abgeschlossenen Anziehvorgang ergeben, zumindest teilweise kompensiert. Anders ausgedrückt, wird den Elementen der Schraubenverbindung Zeit für deren Erholung bzw. Relaxation bereits während des Anziehvorganges gegeben, da diese unter anderem metallurgischen Effekte vorwiegend von der Zeit abhängig sind.
- daß eine einfache Anwendung bzw. Bedienung durch Jedermann möglich und sogar garantiert werden kann und dies nicht nur beim Anziehen von Schraubenverbindungen, sondern auch beim unter Umständen sehr viel schwereren Lösen von Schraubenverbindungen. Das Lösen von Schraubenverbindungen erfordert wie im folgenden erleutert sogar weniger Aufmerksamkeit und Geschick als zum Anziehen von Schraubenverbindungen mit einem vorgewählten Drehmoment. Zum Lösen von Schraubenverbindungen werden folgende Vorbereitungen getroffen bzw. Punkte beachtet. Es wird der für die jeweilige Schraubenverbindung mit ihrer speziellen Dimension, passende Steckschlüsselaufsatz verwendet. Da das beschriebene Werkzeug nur eine Arbeitsrichtung aufweist, muß sicher gestellt werden, daß der Steckschlüsselaufsatz wie z. B. eine Stecknuß für Sechskantschrauben mit einer Schlüsselweite von 17 oder 19 mm bei Schraubenverbindungen an den Rädern von Personenkraftwagen, an dem Ende der Abtriebseinheit (z. B. Abtriebswelle (2) zum Lösen von Schraubenverbindungen), welches unter Anderem dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Energieeinbringung in den Energiespeicher nur durch Drehung der Schwungmasseneinheit in Anziehrichtung möglich ist, sofern das beschriebene Werkzeug bereits an der Schraubenverbindung angesetzt wurde, aufgesteckt wird. Nach Sicherstellung dieser zwei Erfordernisse kann das beschriebene Werkzeug zum Lösen von Schraubenverbindungen eingesetzt werden, wobei in nur drei einfache Arbeitsschritten wie ansetzten, aufziehen und loslassen der Schwungmasseneinheit, ein Drehmoment-Impuls erzielt wird. Es werden nun soviele Drehmoment-Impulse erzeugt, bis es möglich ist die Schraubenverbindung durch den vom beschriebenen Werkzeug gegebenen Hebelarm die Schraubenverbindung von Hand zu lösen. Die Anzahl der aufzubringenden Drehmoment-Impulse ergibt sich wiederum automatisch, da nachdem sich die Schraubenverbindung bereits soweit gelockert hat, daß sie während der Energieeinbringung für den folgenden Drehmoment-Impuls, sprich während des Aufziehens z. B. einer Feder durch die Schwungmasseneinheit, die Schraubenverbindung wieder angezogen wird, kein effektiver Drehmoment-Impuls verglichen zu den Vorangegangenen mehr erzielt werden kann. Somit kann die Arbeitsanweisung zum Lösen von Schraubenverbindungen für den Laien auf einmaliges Ansetzen des beschriebenen Werkzeuges und wiederholtes Aufziehen und Loslassen der Schwungmasseneinheit beschränkt werden. Ein wesentlicher Vorteil ist hierbei, daß die sich nach dem Loslassen beschleunigende Schwungmasseneinheit keiner weiteren Führung bedarf und das beschriebene Werkzeug nur noch mit einer Hand an der, speziell während eines Lösevorgangs, Abtriebsseite zum Anziehen gehalten bzw. geführt werden muß. Dabei kann eine größere Distanz zwischen Körper und schnell beweglichen Teilen des beschriebenen Werkzeugs eingehalten werden, was wiederum die Verletzungsgefahr stark reduziert, wenn nicht vollständig ausgeschließt. Für den geübten Monteur besteht hier jedoch wieder die Möglichkeit den Lösevorgang nach Anspruch 3 zu beschleunigen indem er auch während des in Schwung bringen der Schwungmasseneinheit durch den Energiespeicher eine für die Schwungmasse beschleunigende Kraft bzw. Drehmoment aufbringt. Die zusätzlich aufgewendete Kraft muß somit die Drehrichtung begünstigen die dem Lösen der Schraubenverbindung entspricht.
Beim Anziehen von Schraubenverbindungen mit einem vorgewählten Drehmoment wird in der selben Art und Weise verfahren: Nachdem der Steckschlüsselaufsatz auf dem anderen Ende der Abtriebseinheit (z. B. (2) zum Anziehen von Schraubenverbindungen), welcher unter Anderem dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Energieeinbringung in den Energiespeicher nur durch Drehung der Schwungmasseneinheit in Löserichtung möglich ist, sofern das beschriebene Werkzeug bereits an der Schraubenverbindung angesetzt wurde, aufgesteckt oder umgesteckt wurde und das beschriebene Werkzeug an der Schraubenverbindung angesetzt ist, wird die Schwungmasseneinheit soweit verdreht, daß eine für das gewünschte maximale Drehmoment erforderliche Energiemenge im Energiespeicher geladen wurde, und dies im wesentlichen z. B. durch den Grad der relativen Verdrehung zwischen Schwungmasseneinheit und Abtriebseinheit durch Markierungen o. ä. angezeigt wird, und anschließend die Schwungmasseneinheit wiederum losgelassen wird, um einen Drehmoment-Impuls mit definiertem maximalen Drehmoment zu erzielen. Wird der Grad der relativen Verdrehung zwischen Schwungmasseneinheit und Abtriebseinheit durch einen, in Relation zum gewünschten maximalen Drehmoment stehenden, verstell- bzw. einstellbaren Anschlag begrenzt, kann somit die Arbeitsanweisung zum Anziehen von Schraubenverbindungen mit einem vorgewähltem Drehmoment für den Laien wieder auf einmaliges Ansetzen des beschriebenen Werkzeuges und wiederholtes Aufziehen und Loslassen der Schwungmasseneinheit beschränkt werden. Es ergeben sich wieder die oben genannten Vorteile im Hinblick auf die Arbeitssicherheit.
- daß eine theoretisch minimale Leistung insbesondere zum Einbringen der Energie erforderlich ist. Das heißt, daß das Erreichen der maximalen Verdrehung zwischen Schwungmasseneinheit und Abtriebseinheit von der Zeit absolut unabhängig bleibt. Personen mit geringerer Leistungsfähigkeit können die erforderliche Energie in einem beliebig langen Zeitintervall einbringen und im Endeffekt einen Drehmoment-Impuls mit demselben Drehmomentmaximum erzielen wie der sogenannte Schlossergeselle in seinen besten Jahren. Theoretisch ist es möglich, daß sogar Kleinkinder in der Lage sind, mit dem beschriebenen Werkzeug Schraubenverbindungen an z. B. PKW-Rädern zu lösen die unter nichtanwendung des beschriebenen Werkzeuges Erwachsenen sogar erhebliche Schwierigkeiten bereiten können. Dies gilt sowohl für das Lösen von Schraubenverbindungen als auch für das Anziehen dieser Verbindungen.
- daß das beschriebene Werkzeug zu einem Multi-Funktions-Werkzeug ausgebildet werden kann, sofern es zum Beispiel für bestimmte Branchen und Käufergruppen konstruiert wurde. Ist das beschriebene Werkzeug z. B. speziell für den Kfz-Bereich konstruiert worden, kann zum Beispiel mit nur einem Werkzeug, nämlich dem beschriebenen, bei einer Reifenpanne die Schrauben des defekten Rades gelockert werden, anschließend vor aufbocken des Wagens der Wagen durch das beschriebene Werkzeug vom Wegrollen insbesondere auf Gefällestrecken, gesichert werden, und nach dem Wechseln des Rades, dem handfestem Anziehen der Schraubenverbindungen und dem Absenken des Fahrzeuges, die Schraubenverbindungen an den Rädern mit dem vorgeschriebenen Drehmoment angezogen werden. Weitere Zusatzfunktionen werden im folgendem Abschnitt erwähnt.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird erreicht, daß es durch entsprechende Dimensionierung des Energiespeichers einer Person leicht möglich ist, den Energiespeicher zu laden, indem mit relativ geringer Kraft über einen relativ großen Weg Arbeit verrichtet wird. Mit Hilfe einer stufenlosen Vorwahl des gewünschten Drehmomentes, mit dem die Schraubverbindung angezogen bzw. gelöst werden soll, wird dies auf besonders einfache und zweckmäßige Weise möglich. Durch Einbringen der für ein bestimmtes Drehmoment definierten Energie wird mit der Erfindung ein Drehmomentimpuls erzeugt. Dieser Drehmomentimpuls wird bei einer lockeren Schraubverbindung das gewünschte Drehmoment nicht erreichen, da ein Teil der Energie zum Anziehen der Schraubverbindung verbraucht wird. Ein Element der Schraubverbindung, wie z. B. Schraubenbolzen oder Schraubenmutter, führen praktisch eine Relativverdrehung gegenüber dem Gegenelement durch, und das vorhandene Drehmoment der Schraubverbindung bzw. die Bolzenspannung der Schraubverbindung hat sich erhöht. Wird dieser Vorgang mehrmals wiederholt, nimmt die effektive Verdrehung der oder des Schraubelementes stetig ab, bis sie schließlich den Wert Null annimmt.

Analog dazu nimmt die durch den Anziehvorgang bei einem Impuls verbrauchte Energie stetig, d. h. mit Erhöhung des vorhandenen Drehmomentes, ab. Mit der zum Stillstand gekommenen effektiven Verdrehung während weiterer Drehmomentimpulse durch das Werkzeug hat sich die Bolzenspannung bzw. das Anzugsdrehmoment der Schraubverbindung auf den gewünschten Wert eingestellt. Ist somit praktisch keine Verdrehung der oder des Schraubelementes nach einem oder mehreren Drehmomentimpulsen, die jeweils mit der für das speziell gewünschte maximale Drehmoment erforderlichen Energieeinbringung erzeugt wurden, mehr festzustellen, ist dies ein Indiz dafür, daß die Schraubverbindung mit dem speziell gewünschten maximalen Drehmoment angezogen wurde.

Weist die Schraubverbindung eine Bolzenspannung auf, die bereits dem gewünschten Anzugsdrehmoment entspricht, und somit die Schraube oder der Bolzen bzw. die Schraubenmutter keine Drehung infolge impulsartigen Aufbringens von definierten Drehmomentspitzen mehr durchführt, trifft folgende Rückschlußbeziehung zu: Das an der Schraubenmutter bzw. dem Schraubenbolzen angreifende Drehmoment resultiert aus der Steifigkeit des Werkzeuges und dem Grad der Verformung. Die Steifigkeit des Werkzeuges und der Verformungsgrad geben wiederum einen Hinweis über die Höhe der gespeicherten Energie, bzw. der Verformungsgrad resultiert aus der Steifigkeit des Werkzeuges und der in der Verformung gespeicherten Energie.

Gegenstand des Anspruches 4 betrifft ein weiteres Verfahren, um definierte Drehmomente zu erzeugen, wobei z. B. bei jedem Zyklus dieselbe hohe Energie in den Energiespeicher eingebracht wird. Da jedoch ein vorher gewählter Teil dieser Energie abgeführt wird, wird das Schwungmassensystem mit genau der gewünschten Restenergie beaufschlagt, die zur Erzeugung des gewünschten Drehmomentes notwendig ist.

Für den Fall, daß eine festsitzende Schraube ein größeres Lösemoment benötigt als es ein entsprechendes Werkzeug zu erzeugen vermag wird das Verfahren nach Anspruch 2 durch den Verfahrensschritt nach Anspruch 5 ergänzt. Dadurch wird noch mehr Energie in das System eingebracht, was zur Folge hat, daß der Drehmomentimpuls zum lösen erheblich gesteigert wird.

Gemäß Anspruch 6 wird das zu erzeugende Drehmoment in der Weise beeinflußt, daß unterschiedlich lange und dicke Verlängerungen auf die Abtriebswelle aufgesteckt bzw. dazwischen gesteckt werden. Dies wird bei einer Eichung eines entsprechenden Werkzeuges auf der Skala berücksichtigt.

Weitere Ausgestaltung der Erfindung

Das Werkzeug nach Anspruch 17 oder 19 kann nach Anspruch 22 dadurch vorteilhaft ausgestaltet, indem die Abtriebseinheit (1 + 2) in die Distanzeinheit (3) geschwenkt werden kann oder umgekehrt um geringen Platzbedarf beim Verstauen zu gewährleisten, bzw. der Schwenkwinkel von der Abtriebseinheit gegenüber der Distanzeinheit stufenlos verstellbar ist um eine Anwendung (Lösen oder Anziehen von Schraubverbindungen) bei räumlicher Beengtheit sicher zu stellen.

Das beschriebene Werkzeug kann nach Anspruch 25 dadurch vorteilhaft ausgestaltet werden, indem die Abtriebswellen (1) und (2) auf Stummel reduziert sind auf diese direkt Norm-Steckschlüssel (Stecknüsse), Verlängerungsstücke, Gelenkstücke, Adapter und Ähnliches bzw. ein Haltegriff aufgesteckt werden können und dies im wesentlichen neben der Materialersparnis den sogenannten Verstärkungsfaktor α des Werkzeugs begünstigt.
α = Ms/Me mit
α = Verstärkungsfaktor,
Ms = maximales Schlag- bzw. Impulsmoment,
Me = maximales Moment des Energiespeichers Zudem verringert sich die Sperrigkeit bzw. der erforderliche Stauraum bei der Lagerung und dem Transport des Werkzeugs.

Das beschriebene Werkzeug kann nach Anspruch 26 dadurch vorteilhaft ausgestaltet werden, indem die Abtriebswellen teleskopartig ausfahrbar gestaltet sind, um Schraubverbindungen an schwer zugänglichen Stellen erreichen zu können, wie zum Beispiel die Schraubverbindungen an Felgen deren Bettdurchmesser relativ zum Bewegungsradius des Werkzeugs gering ist, und deren Felgenteller stark zur ungünstigeren Seite aussermittig am Felgenbett befestigt ist. Dadurch wird die Kollissionsgefahr verringert.

Das beschriebene Werkzeug kann nach Anspruch 51 dadurch vorteilhaft ausgestaltet werden, indem das größte Abmaß des Werkzeugs so dimensioniert ist, daß es je nach Baureihe und Anwendungsgebiet, wie z. B. im PKW-Bereich, im Lkw-Bereich, im landwirtschaftlichen Bereich, im schweren Fahrzeugbau usw., dem Innendurchmesser des jeweiligen Felgenbetts angepaßt ist, um ein komfortables Verstauen des Werkzeugs zu gewährleisten, sofern das Werkzeug als Spezialwerkzeug zum Lösen und Anziehen von Schraubverbindungen an Felgen und sonstigen Rädern an Fahrzeugen bestimmt und speziell für diesen Zweck konstruiert wurde. Das Werkzeug kann somit in der Felge eines Reserverades verstaut werden.

Das beschriebene Werkzeug kann nach Anspruch 55 dadurch vorteilhaft ausgestaltet werden, indem beim Anziehen von Verbindungselementen ein bestimmtes maximales Drehmoment vorgewählt werden kann, indem eine unterschiedlich hohe Energiemenge in den Energiespeicher eingebracht wird, d. h. um so mehr Energie in den Energiespeicher eingebracht wird, um so größer wird die Winkelgeschwindigkeit des Schwungmassensystems nach dem Loslassen bzw. Auslösen des Energieentladevorgangs aus dem Energiespeicher, was unmittelbar nach dem Auflaufen des rotatorisch angeordnetem Schlagwerks (5) bestehend aus Hammer (6) und Amboß (7) auf den Anschlag, zu einer Verformung aller kraftübertragenden Elemente des Werkzeugs führt. Diese Verformung steht mit dem Massenträgheitsmoment, der negativen (da das Schlagwerk das Schwungmassensystem schlagartig abbremst) Winkelbeschleunigung und des erzielten Momentes an dem Verbindungselement folgendermaßen in Relation.

M = J × ε mit

M = erzieltes Drehmoment,
J = Massenträgheitsmoment der Schwungmasseneinheit,
ε = Winkelbeschleunigung, wobei die Winkelbeschleunigung wiederum von der Steifigkeit c des Werkzeuges abhängt und diese z. B. durch Messung folgendermaßen

definiert werden kann: mit
ϕ = Verdrehwinkel des Werkzeugs.

Zur Begrenzung der Energieeinbringung können z. B. eine Farb- oder Zahlenskala kombiniert mit einer Markierung oder Anzeigenadel welche synchron mit dem Schwungmassensystem und der Abtriebswelle gegeneinander verdreht werden, eingesetzt werden. Dabei kann z. B. durch Verdrehen der Anzeigenadel bzw. von anderen Markierungen, welche auf der Abtriebseinheit bzw. der Schwungmasseneinheit angebracht sind, ein Einstellen bzw. Eichen z. B. einer Drehmomentanzeige vorgenommen werden. Verdrehwinkelbegrenzungen z. B. mittels einstellbaren Anschlag bieten den Vorteil, daß kein, aus Versehen, zu hohes Moment aufgebracht wird. Ferner ist zu beachten, daß der Anziehvorgang so oft wiederholt werden muß, bis keine Verdrehung und somit kein Energieverbrauch mehr statt findet und das erwünschte Anzugsdrehmoment tatsächlich aufgebracht wird. Zudem kann das zu erzeugende Drehmoment in der Weise beeinflußt werden, indem unterschiedlich lange und dicke Verlängerungen auf die Abtriebswelle aufgesteckt bzw. dazwischengesteckt werden. Ein völlig anderer Weg zur Einstellung bzw. Vorwahl des maximalen Drehmomentes öffnet sich, wenn trotz übermäßigem Einbringen von Energie die wirksame Energiemenge nach Anspruch 4 vorher eingestellt werden kann und der Energieüberschuß durch eine spezielle Einheit abgeführt wird. Dies kann z. B. durch eine Fliehkraftbremse nach Anspruch 30, die ähnlich wie eine Fliehkraftkupplung aufgebaut ist und somit die oben genannte spezielle Einheit darstellt, realisiert werden. Eine weitere Möglichkeit das maximal notwendige Drehmoment einzustellen, besteht darin, daß zwar der maximale Verdrehwinkel zwischen Schwungmasseneinheit und Abtriebseinheit u. a. nach Anspruch 3 immer gleich bleibt, aber die Energieeinbringung mit dem Grad der Vorspannung des Energiespeichers nach Anspruch 29, z. B. einer Stahlfeder, eingestellt und vorgewählt wird. Dies ist z. B. mit einer Kombination von einer Druckfeder und eines Rasthakenrings leicht realisierbar.

Das beschriebene Werkzeug kann nach Anspruch 8 dadurch vorteilhaft ausgestaltet werden, indem der maximale Verdrehwinkel der Schwungmasseneinheit gegenüber der Abtriebseinheit dadurch vergrößert werden kann, indem nur ein Anschlag bzw. ein Hammer und Amboß-Paar vorhanden ist, der Anschlag nach bis zu mehreren Umdrehungen bzw. Verdrehung eingeklinkt werden kann (u. a Anspruch 11), die Schwungmasseneinheit auf eine Art Gewinde gelagert ist, welches dafür sorgt, daß sich die Schwungmasseneinheit durch die Verdrehung auf einen Anschlag hin bzw. weg bewegt und der Aufschlag ebenfalls erst nach bis zu mehreren Umdrehungen stattfindet. Ähnlich wie bei Sicherheitsrollgurten kann eine drehzahlabhängige Sperrvorrichtung für einen größeren Verdrehwinkel sorgen. Für einen größeren Verdrehwinkel kann auch eine Kugelumlaufvorrichtung sorgen, welche im wesentlichen aus einer Nut und einer Kugel oder ähnlich wirkendem beweglichen Teil, welches nach bis zu mehreren Umdrehungen in eine Sperr- bzw. Blockierstellung läuft, besteht.

Das beschriebene Werkzeug kann nach Anspruch 54 kann dadurch vorteilhaft ausgestaltet werden, indem der Energiespeicher durch Zugfedern, Druckfedern, Spiralfedern, Triebwerkfedern, eine Art Gummiband, Tellerfedern, einen pneumatischen Druckspeicher oder durch eine Drehstabfeder bzw. eines Torsionsstabes dargestellt werden kann und die maximale Energieeinbringung durch eine Vorspannung z. B. der Federn und eine Energieeinbringung in das System neben der Spannrichtung auch in Entspannrichtung möglich ist.

Das beschriebene Werkzeug nach Anspruch 7-55 kann dadurch vorteilhaft ausgestaltet werden, indem die Schwungmasseneinheit auch Mittels einer gebrauchten Radnabe z. B. aus Altautos bzw. Receyclingfahrzeugen, einer Schraube-Mutter-Einheit sowohl als Lagerung zum Verdrehen bzw. Aufladen des Energiespeichers als auch als Schwenklager zum zusammenklappen des Werkzeuges, eines Kugellagers, eines Gleitlagers, mehrere Biegeelemente oder durch Plattengelenke o. ä. auf der Abtriebseinheit gelagert werden kann.

Das beschriebene Werkzeug nach Anspruch 7-55 kann dadurch vorteilhaft ausgestaltet werden, indem die Abtriebseinheit aus einem oder mehreren Abschnitten von Torsionsstäben aus z. B. Altautos, Verlängerungsstücken aus Steckschlüsselsätzen, aus einem Rohr bestehen bzw. nur Stummel darstellen auf welche z. B. direkt eine Steck-Nuss aufgesteckt werden kann, was den Effekt hat, daß sich das Werkzeug durch eine insgesamt höhere Steifigkeit auszeichnet und dies den Verstärkungsfaktor erhöht.

Das beschriebene Werkzeug kann nach Anspruch 17-20 dadurch vorteilhaft ausgestaltet werden, indem die Distanzeinheit durch mehrere dünne Speichen, durch zwei gegensinnig verbundene Flach-Profile oder U-Profile welche ein Zusammenklappen des Werkzeuges ermöglichen, durch eine oder mehrere Blechplatten, einen S-förmigen Stab o. ä. dargestellt werden kann, im Hinblick auf Gewichtseinsparung und Mehrfachanwendungen.

Das beschriebene Werkzeugs nach Anspruch 7-55 kann dadurch vorteilhaft ausgestaltet sein, indem die Schwungmasse durch eine Art Schwungbalken, welcher z. B. aus einer gebrauchten Stoßstange eines Altautos bzw. Receyclingfahrzeuges gebildet werden kann, einen Ring z. B. aus Flacheisen, einer gebrauchten Bremsscheibe, einen Felgenteller, ein Notrad, ein Radkreuz (Standardwerkzeug) o. ä. dargestellt werden kann. Damit das Massenträgheitsmoment bei wenig Materialaufwand bzw. wenig Gewicht möglichst groß wird, werden Teile die zu anderen Funktionen benötigt werden und relativ schwer sind an, insbesondere aber an den äußeren Enden der Distanzeinheit angebracht. Dabei können Behälter die mit Batterien, welche z. B. für Warnblink- oder Arbeitsleuchten benötigt werden, anderen Kleinteilen wie Werkzeuge, Behälter z. B. in Form eines Torus, die zur Aufnahme von Treibstoff geeignet sind, sowie oben genannte Teile die zur Mehrfachanwendung nützlich sind, wie z. B. Schaufeln für die Spatenfunktion, als Massen betrachtet werden, die ein relativ hohes Flächenträgheitsmoment bewirken bzw. dieses erhöhen, wenn diese soweit möglich günstig am beschriebenen Werkzeug angebracht sind.

Das beschriebene Werkzeug kann nach Anspruch 23 dadurch vorteilhaft ausgestaltet werden, indem insbesondere bei ausklappbaren Werkzeugen, diese in ihrer Arbeitsstellung arretiert werden können, damit während des Einsatzes ein unbeabsichtigtes Zusammenklappen verhindert wird.

Das beschriebene Werkzeug kann nach Anspruch 29 dadurch vorteilhaft ausgestaltet werden, indem das beschriebene Werkzeug über eine Einrichtung verfügt, die ein Vorspannen bzw. ein Voraufladen des oder der Energiespeicher ermöglicht.

Das beschriebene Werkzeug kann nach Anspruch 31 dadurch vorteilhaft ausgestaltet werden, indem das beschriebene Werkzeug über eine Einrichtung verfügt, die nach dem Wirken eines Drehmoment-Impulses die nicht in Arbeit umgesetzte Energie, d. h. die nicht zum Anziehen einer Schraubenverbindung genutzte oder nutzbare Energie, abführt, sei es z. B. durch Umwandlung dieser Rest- oder Rückschlagenergie in Wärme, z. B. durch eine Art Dämpfer. Diese Dämpfer können z. B. ein viskoses Medium, einen Elastomerkörper oder eine Spezialflüssigkeit mit geringer innerer Reibung bei schnellen Relativbewegungen und hoher innerer Reibung bei langsamen Relativbewegungen, enthalten.

Das beschriebene Werkzeug kann nach Anspruch 32 dadurch vorteilhaft ausgestaltet werden, indem die Arbeitsdrehrichtung z. B. durch farbige Pfeile an geeigneten, d. h. gut sichtbaren Stellen, gekennzeichnet ist, bzw. die jeweiligen Abtriebswellen für Lösen und Anziehen von Schraubenverbindungen dementsprechend gekennzeichnet sind.

Das beschriebene Werkzeug kann nach Anspruch 34 dadurch vorteilhaft ausgestaltet werden, indem der maximale Rückschlagwinkel nach einem Drehmoment-Impuls gemessen und abgelesen werden kann, und somit auf das erzielte bzw. vorhandene Drehmoment rückgeschlossen werden kann.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Werkzeug nach der Erfindung in ausgeschwenktem Zustand,

Fig. 2 ein Werkzeug nach der Erfindung in zusammengeklapptem Zustand als Unterlegkeil für ein PKW-Rad in Seitenansicht,

Fig. 3 die Anordnung nach Fig. 2 in Aufsicht,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Werkzeuges nach Fig. 1,

Eine Ausführungsform eines Werkzeuges, die die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ermöglicht, ist in den Fig. 1-4 dargestellt. Ein Energiespeicher 8 ist an einer Abtriebswelle 1 befestigt und steht über ein Schlagwerk 5 mit einer Distanzeinheit 3 in Verbindung. Im Ruhezustand befindet sich der Hammer 7 des Schlagwerkes 5 nicht genau zwischen den beiden Amboss-Flächen, sondern ist einer Amboss-Fläche angenähert.

Das Schlagwerk 5 ist so ausgebildet, daß nur ein Hammerteil 7 und nur ein Ambossteil 6 mit jeweils einer Schlagfläche vorhanden ist.

Die Abtriebseinheit besteht aus zwei Abtriebswellen 1, 2 und ist mit dem Amboss-Teil 6 fest verbunden. Die Enden der Abtriebseinheit weisen jeweils Normsteckverbindungen für die Übertragung des Drehmomentimpulses auf ein entsprechendes Aufsteckwerkzeug 12 auf.

An den Enden der Distanzeinheit 3 sind jeweils, auch der Symmetrie wegen, zwei Massen 4.1 und 4.2 angebracht. Die Lagerungen 9 stellen einerseits eine Drehmomentübertragung vom Schwungmassensystem 3 + 4.1 + 4.2 auf die Abtriebseinheit und deren Achse sicher und ermöglichen andererseits ein Zusammenschwenken des Werkzeuges. Da die Massestücke 4.1 und 4.2 als Unterlegkeile ausgebildet sind, kann dieses Werkzeug im zusammengeschwenktem Zustand als Wegrollhindernis eines Fahrzeugs in beiden Fahrtrichtungen benutzt werden. Dies ist in den Fig. 2 (Seitenansicht) und 3 (Aufsicht) dargestellt.

Bezugszeichenliste

1

Abtriebswelle zum Lösen von Schraubverbindungen

2

Abtriebswelle zum Anziehen von Schraubverbindungen

3

Distanzeinheit

4.1

,

4.2

Massestücke, z. B. als Unterlegkeil ausgebildet

5

Schlagwerk

6

Amboss-Teil

7

Hammer-Teil

8

Energiespeicher, als Spiralfeder ausgebildet

9

Lagerung für Schwungmasseneinheit

10

Haltegriff, aufsteckbar

11

Norm-Verlängerungsstück

12

verschiedene Aufsteckschlüssel bzw. Verlängerungsstücke

13

Deckel für Schlagwerk

Claims

1. Verfahren zum Anziehen von Schraubelementen mit einem vorgewähltem Drehmoment,
mittels eines Drehschlages durch schlagartiges Abbremsen einer Schwungmasse an einem Schlagwerk mit Hammer und Amboß,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte

a) ein gewünschtes Drehmoment wird auf einer Skala oder dgl. gewählt,
b) eine dem gewähltem Drehmoment entsprechende, definierte Energiemenge wird in mindestens einen Energiespeicher (8) eingebracht,
c) der Energiespeicher (8) wird freigegeben,
d) durch die Freigabe des Energiespeichers (8) wird ein Schwungmassensystem (3 + 4) mit der Eingangs gewählten, definierten Energiemenge beaufschlagt und beschleunigt,
e) die Schraubelemente werden mit einem Drehmomentimpuls beaufschlagt und
f) die Schritte b)-e) werden solange wiederholt, bis die Verdrehung bzw. der Energieverbrauch am anzuziehenden Schraubelement gleich Null ist.

2. Verfahren zum Lösen von Schraubelementen mit einem vorgewähltem Drehmoment,
mittels eines Drehschlages durch schlagartiges Abbremsen einer Schwungmasse an einem Schlagwerk mit Hammer und Amboß,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) ein gewünschtes Drehmoment wird auf einer Skala oder dgl. gewählt,
b) eine dem gewählten Drehmoment entsprechende, definierte Energiemenge wird in mindestens einen Energiespeicher (8) eingebracht,
c) der Energiespeicher (8) wird freigegeben,
d) durch die Freigabe des Energiespeichers (8) wird ein Schwungmassensystem (3 + 4) mit der Eingangs gewählten, definierten Energiemenge beaufschlagt und beschleunigt,
e) die Schraubelemente werden mit einem Drehmomentimpuls in Löserichtung beaufschlagt, und
f) die Schritte a)-e) werden solange wiederholt, bis die Verdrehung bzw. der Energieverbrauch am zu lösenden Schraubelement maximal ist.

3. Verfahren zum Anziehen von Schraubelementen mit einem vorgewähltem Drehmoment,
mittels eines Drehschlages durch schlagartiges Abbremsen einer Schwungmasse an einem Schlagwerk mit Hammer und Amboß,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte

a) ein gewünschtes Drehmoment wird auf einer Skala oder dgl. gewählt,
b) eine dem gewählten Drehmoment und einem Energieüberschuß entsprechende, definierte Energiemenge wird in mindestens einen Energiespeicher (8) eingebracht, wobei der Energieüberschuß einen Wert X einnehmen kann, welcher dem geschätzten Energieverbrauch an der Schraube, oder einem Energieanteil der gezielt abgeführt wird, entspricht.
c) der Energiespeicher (8) wird freigegeben,
d) durch die Freigabe des Energiespeichers (8) wird ein Schwungmassensystem (3 + 4) mit der Eingangs gewählten, definierten Energiemenge beaufschlagt und beschleunigt;
e) die Schraubelemente werden mit einem Drehmomentimpuls beaufschlagt,
f) der maximale Rückschlagwinkel des Schwungmassensystems (3 + 4) nach einem Drehmoment-Impuls wird auf einer Skala gemessen und
g) die Schritte a)-f) werden solange wiederholt, bis das erzielte bzw. vorhandene Drehmoment nach f) gleich dem gewünschten Drehmoment nach a) ist.

4. Verfahren zum Anziehen von Schraubelementen mit einem vorgewähltem Drehmoment,
mittels eines Drehschlages durch schlagartiges Abbremsen einer Schwungmasse an einem Schlagwerk mit Hammer und Amboß,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte

a) ein gewünschtes Drehmoment wird auf einer Skala oder dgl. gewählt,
b) eine dem gewählten Drehmoment und einem Energieüberschuß entsprechende, definierte Energiemenge wird in mindestens einen Energiespeicher eingebracht, wobei der Energieüberschuß einen Wert X einnehmen kann, welcher der Energie die gezielt abgeführt wird entspricht.
c) der Energiespeicher (8) wird freigegeben,
d) durch die Freigabe des Energiespeichers (8) wird ein Schwungmassensystem (3 + 4) mit der eingangs gewählten, definierten Energiemenge beaufschlagt und beschleunigt, und der Energieüberschuß X gezielt abgeführt.
e) die Schraubelemente werden mit einem Drehmomentimpuls beaufschlagt,
f) die Schritte b)-e) werden solange wiederholt, bis die Verdrehung bzw. der Energieverbrauch am anzuziehenden Schraubelement gleich Null ist.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß während des zeitlichen Intervalls zwischen den Verfahrensschritten c) und f) zusätzlich Energie in Form von Antrieb des Schwungmassensystems in Löserichtung in das Schwungmassensystem eingebracht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem jeweiligen Verfahrensschritt e) ein Verfahrensschritt a1) eingefügt und der Verfahrenschritt e) durch Verfahrensschritt e1) ersetzt wird:

1. es werden dem gewünschtem Drehmoment entsprechende Steckwerkzeuge auf die Abtriebswelle (1, 2) aufgesteckt
2. die Schraubenelemente werden mit einem Drehmomentimpuls beaufschlagt, wobei als physikalische Folge von Verfahrensschritt a1), ein Teil der in Verfahrensschritt b) definierten Energiemenge von den Steckwerkzeugen laut a1) aufgenommen wird.

7. Werkzeug zum Anziehen und Lösen von Schraubelementen mittels eines Drehschlages, umfassend,
einer Abtriebseinheit mit einem Vierkantabtrieb,
ein Schwungmassensystem, bestehend aus einer im wesentlichen rechtwinklig zur Achse der Abtriebswelle angeordneten Distanzeinheit sowie jeweils einer an den Enden der Distanzeinheit befestigten Massen und
ein Schlagwerk mit Hammer- und zugeordneten Amboßteilen,
dadurch gekennzeichnet
dass mindestens ein Energiespeicher (8) zwischen der Abtriebseinheit (1, 2) und dem Schwungmassensystem (3, 4) angeordnet ist und die beiden einander zugewandten Flächen von Hammer (7) und Amboß (6) eine geringere Entfernung voneinander haben als die beiden einander abgewandten Flächen.

8. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlagwerk nur aus einem Hammerteil und einem Amboßteil besteht.

9. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß das Schlagwerk aus mehr als 1 Hammer- und 1 Amboßteilen besteht.

10. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebseinheit an beiden Enden einen Abtrieb aufweist und der Haltegriff an beiden Enden der Abtriebseinheit aufsteckbar ist.

11. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet daß der maximale Verdrehwinkel des Schwungmassensystems gegenüber der Abtriebseinheit dadurch vergrößerbar ist, daß der Anschlag des mindestens einen Hammerteils an mindestens einem Amboßteil erst nach mehr als einer Umdrehung erfolgt.

12. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet daß das Schwungmassensystem (3, 4) und das Schlagwerk (5) so gelagert sind, daß sie sich in Richtung der Antriebswellenachse relativ zueinander bewegen können.

13. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Wahl der Energieeinbringung in den Energiespeicher eine Farb- oder Zahlenskala dient.

14. Werkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Markierung oder Anzeigenadel die Verdrehung zwischen Schwungmassensystem und Abtriebswelle anzeigt.

15. Werkzeug nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß durch Verstellen der Anzeigenadel bzw. anderer Markierungen z. B. einer auf der Abtriebseinheit bzw. Schwungmasseneinheit angebrachten Skala, ein Einstellen bzw. Eichen des Werkzeuges möglich ist.

16. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwungmassensystem mit einer Masse z. B. in Ringform _[46] versehen wird.

17. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzeinheit (3) durch zwei gegensinnig verbundene U-Profile gebildet wird.

18. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzeinheit durch mehrere Speichen realisiert wird.

19. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzeinheit durch einen S-förmigen Stab o. ä. darstellt wird.

20. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzeinheit durch eine oder mehrere Platten dargestellt wird.

21. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwungmassensystem mehr als eine Masse an den Enden der Distanzeinheit aufweist.

22. Werkzeug nach einem der Ansprüche 17 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebseinheit (1, 2) mit Hilfe einer Lagerung (9) ausgeklappt bzw. zusammengeklappt werden kann.

23. Werkzeug nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die gegeneinander schwenkbaren Teile von Abtriebseinheit und Distanzeinheit in der Arbeits- und in der Transportstellung arretiert werden können.

24. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Abschnitte der Abtriebseinheit aus einem Rohr bestehen.

25. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswellen (1, 2) auf Stummel reduziert sind.

26. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswellen teleskopartig ausfahrbar gestaltet sind.

27. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwungmassensystem mit einer Polsterung o. ä. versehen ist.

28. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der gewünschte Verdrehwinkel infolge Energieeinbringung in den Energiespeicher, mittels eines einstellbaren Anschlages begrenzt wird.

29. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein Vorwählen der Energieeinbringung ein Vorspannen des Energiespeichers möglich ist.

30. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung zwischen Abtriebseinheit und Schwungmassensystem in Form einer einstellbaren Fliehkraftbremse vorhanden ist.

31. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß es über eine Einrichtung verfügt, die nach dem Wirken eines Drehmomentimpulses die nicht zum Anziehen der Schraubelemente genutzte Energie aus dem System Abtrieb- Energiespeicher-Schwungmasse abführt.

32. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsrichtung z. B. durch Pfeile gekennzeichnet ist.

33. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Abtriebswellen für Lösen und Anziehen entsprechend gekennzeichnet sind.

34. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Rückschlagwinkel nach einem Drehmomentimpuls gemessen und abgelesen werden kann, und somit auf das erzielte bzw. vorhandene Drehmoment rückgeschlossen werden kann.

35. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 15 sowie 17 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß durch besondere Ausgestaltung der Schwungmasseneinheit, das Werkzeug als Unterlegkeil, evtl. als doppelwirkender Unterlegkeil für beide Fahrtrichtungen anzuwenden ist.

36. Werkzeug nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder beide Keile in ihrem Abstand zueinander verstellt werden können um das Werkzeug an die jeweilige Reifengröße anzupassen.

37. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß durch entsprechende Gestaltung, das Werkzeug als Halter bzw. Stauraum für andere Werkzeuge dient.

38. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß durch entsprechende Gestaltung bzw. Hinweise, das Werkzeug als Rettungshammer zum Einschlagen der Scheiben benutzt werden kann.

39. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß durch entsprechende Gestaltung das Werkzeug als Warndreieckständer oder komplettes Warndreieck benutzt werden kann.

40. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß durch entsprechende Gestaltung das Werkzeug als Eiskratzer benutzt werden kann.

41. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß durch entsprechende Gestaltung das Werkzeug als Wickelrolle für Abschleppseil oder Überbrückungskabel benutzt werden kann.

42. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß durch entsprechende Gestaltung das Werkzeug als Wagenheber benutzt werden kann.

43. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß im Werkzeug eine Lampe bzw. ein Warnblinklicht integriert ist.

44. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß durch entsprechende Gestaltung das Werkzeug abgeschlossen werden kann.

45. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 44, dadurch gekennzeichnet, daß durch Anbringen einer Schließvorichtung das Werkzeug als sichtbares Autoschloß z. B. an Schaltknüppel, Lenkrad oder Fußhebel eingesetzt werden kann.

46. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 15 sowie 17 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwungmassensystem mit mehreren Massen z. B. in Ringform versehen wird.

47. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 46, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Abtrieb der Abtriebseinheit Normwerkzeuge wie Steckschlüssel (Stecknüsse), Verlängerungsstücke, Gelenkstücke, Adapter und Ähnliches aufgesteckt werden können.

48. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 47, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Abtrieb der Abtriebseinheit bzw. der bereits aufgesteckten Normwerkzeuge wie z. B. einer Verlängerung _[94] ein Haltegriff aufgesteckt werden kann.

49. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 47, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltegriff am Schwungmassensystem ausschwenkbar ist.

50. Werkzeug nach Anspruch 48 oder 49, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltegriff drehbar gelagert ist.

51. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 50, dadurch gekennzeichnet, daß das größte Abmaß des Werkzeuges so dimensioniert ist, daß es je nach Baureihe und Anwendungsmöglichkeit, etwa im PKW- oder im LKW-Bereich, dem Innendurchmesser des jeweiligen Felgenbetts angepaßt ist, damit das Werkzeug in der Felge z. B. eines Reserverades verstaut werden kann.

52. Werkzeug nach einem der Ansprüche 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufstandsflächen der Keile besondere Konturen aufweisen, die sich besonders gut auf dem jeweiligen Untergrund verkrallen bzw. ein Rutschen verhindern.

53. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 52, dadurch gekennzeichnet, daß durch besondere Ausgestaltung der Schwungmasseneinheit zur Gefäßform, Schüttgüter o. ä. transportiert werden können.

54. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 53, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Energiespeicher durch Zugfedern, Druckfedern, Spiralfedern, Triebwerksfedern, eine Art Gummiband, Tellerfedern, einem pneumatischen Druckspeicher oder durch eine Drehstabfeder bzw. eines Torsionsstabes dargestellt werden kann.

55. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 54, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwungmassensystem im wesentlichen symmetrisch ist.