DE7111633U - Drehmomentschlüssel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen selbstauslösenden Drehmomentschlüssel mit einstellbarer Federspannkraft und einer die Auslösung bewirkenden Kupplung zwischen Werkzeugträger und Werkzeugheft.

Bei einer bekannten, in Betracht zu ziehenden Ausgestaltung sitzt in dem mit Innengewinde versehenen Heft eine mit einem Innensechskant ausgestattete Mutter. Letztere kann über eine in diesen Innensechskant eingreifende, am oberen Ende des Heftes befindliche Verstelleinrichtung in Längsrichtung zum Heft bewegt werden. An der Mutter stützt sich ein hülsenförmiges Druckstück ab, dessen im Inneren angeordneter Boden zur Abstützung eines Tellerfederpaketes dient, welches mit seinem anderen Ende gegen eine Ringschulter des als Werkzeugträger ausgebildeten Widerlagers tritt. Hierdurch besteht eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Werkzeugheft und Werkzeugträger. Dies bringt jedoch Nachteile, und zwar wird zum einen dem Benutzer des Drehmomentschlüssels keine fühlbare Überschreitung des Drehmomentes angezeigt; zum anderen muß eine relativ große Federspannung für relativ kleine Drehmomente erzeugt werden, da zur Abstützung der aus Federstahl bestehenden Tellerfedern nur querschnittskleine Flächen am Werkzeugträger und Druckstück zur Verfügung stehen. Es treten daher frühe Ermüdungserscheinungen der Feder auf, so dass dann genaue Drehmomenteinstellungen nicht mehr möglich sind. Ferner bedeutet die große spezifische Flächenbelastung wegen des reinen schleifenden Gleitsitzes einen erhöhten Verschleiß des Werkzeuges. Ferner sind Drehmoment-Schlüssel bekannt, bei denen die Kupplung zwischen Werkzeugträger und Werkzeugheft über federbelastete Kugeln erfolgt, die in einem Käfig liegen und in Rastöffnungen der Heftinnenwand gedrückt werden. Diese Bauformen sind herstellungstechnisch nachteilig und teuer. Die Feder sitzt in einer mit dem Käfig einstückigen Hülse. Ihre Bemessung ist daher insbesondere in Bezug auf den Durchmesser beschränkt, wenn man nicht sehr große Außendurchmesser des Heftes in Kauf nehmen will.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen gattungsgemäßen Drehmomentschlüssel in einfacher, verschleißfester Bauform zu schaffen, bei welchem mittels günstiger Federspannungen größere Drehmomente übertragbar sind, und bei welchem zufolge des entsprechenden Innenaufbaues das Innenvolumen des Heftes in günstiger Weise ausgenutzt wird.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Spannfeder auf einem koaxial im Hefthohlraum angeordneten, dem Käfig verschieblich zugeordneten Stößel sitzt, der einerends durch die Kugeln und anderenends durch einen Zwischenboden des Heftes zentriert ist und ein Stößel durch die Käfigöffnungen nach außen gedrückt, in Rastöffnungen einer den Käfig konzentrisch umgebenden Büchse des Werkzeugheftes einrasten.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht gemäß der Erfindung darin, dass der Stößel die Kugeln mit einem kegelförmigen Ende beaufschlagt.

Es erweist sich erfindungsgemäß als günstig, dass die Rastöffnungen von im Querschnitt dreieckförmigen Vertiefungen in inneren Planflächen vorgesehen sind, die sich vor den Öffnungen des Käfigs erstrecken.

Darüber hinaus ist ein vorteilhaftes Merkmal gemäß der Erfindung durch ein Axialkugellager zwischen Käfigunterseite und Bodenfläche des Heftes verwirklicht.

Ferner ist es erfindungsgemäß von Vorteil, eine Eintrittsöffnung für den axial verschieblichen Stößel im Boden eines topfförmigen, im Heft verstellbaren Zwischenstückes vorzusehen, gegen dessen Topfboden sich die Spannfeder einerseits abstützt.

Schließlich besteht eine günstige Ausgestaltung gemäß der Erfindung noch darin, eine an der Innenwand des Heftes eingreifende Spannmutter oberhalb des Zwischenstückes anzuordnen, die vom endständigen den vollen Öffnungs-Querschnitt des Heftes verschließenden Deckel des Werkzeugheftes verdeckt ist.

Zufolge derartiger Ausgestaltung ist ein gattungsgemäßer Drehmomentschlüssel in einfacher, verschleißfester günstig zu handhabender und raumsparender Bauform geschaffen. Die Spannfeder, vorzugsweise ein Tellerfederpaket, welches die Kugeln über den Stößel durch die Käfigöffnungen nach außen drückt, braucht zur Übertragung größerer Drehmomente nicht übermäßig komprimiert zu werden. Für sie steht nahe das ganze Innenvolumen des Heftes zur Verfügung. Sie ist axial gut stabilisiert. Es findet zufolge der in Rastöffnungen der Büchse eintretenden Kugeln bis zum Überschreiten des Drehmomentes eine formschlüssige Kraftübertragung statt. Nach Überschreiten des Drehmomentes treten die Kugeln in die benachbarten Öffnungen der Büchse rastend ein. Dies ist deutlich spürbar und feinfühlig einstellbar und zeigt dem Benutzer des Drehmomentschlüssels augenblicklich an, dass das vorgeschriebene Drehmoment erreicht ist. Je nach eingestelltem Drehmoment werden die Kugeln mehr oder weniger fest vom kegelförmigen Ende gegen die Rastöffnungen der Büchse gedrückt. Die im Querschnitt dreieckförmigen Rastöffnungen gestatten nicht nur eine wirkungsvolle Mitnahme des Käfigs bis zum Erreichen des Drehmomentes, sondern erlauben dann auch ein günstiges Überspringen der Kugeln in die benachbarten Rastöffnungen.

Das freie Durchrutschen des Heftes zum Käfig bzw. dann feststehendem Werkzeugträger ist durch das Axialkugellager zwischen Käfigunterseite und Bodenfläche des Heftes nicht beeinträchtigt. Beim Durchrutschen erfolgt eine zwangsläufige Einwärtssteuerung der Kugeln zur Heftmitte hin, welche durch den axial verschieblichen Stößel ermöglicht ist. Daher sind Rastöffnungen, Kugeln und auch das kegelförmige Ende des Stößels vor Deformierungen geschützt. Je nach Drehmomenteinstellung kann der Stößel auch in die Eintrittsöffnung des topfförmigen, längsverschieblichen Zwischenstückes eintreten. Die Längsverlagerung des Zwischenstückes erfolgt über die mit einer Mitnahmeöffnung für ein Verstellmittel versehene Mutter, welche von ungewollter Verdrehung durch einen endständigen Deckel des Werkzeugheftes geschützt ist. Wegen der günstigen Zentrierung des Stößels können die Rastöffnungen in geeigneter Tiefe und der entsprechenden etwas kantigen Form erstellt werden.

Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung in einer beispielsweisen Ausführungsform veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht des erfindungsgemäßen Drehmomentschlüssel,

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 den Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2 und

Fig. 4 die Ansicht in Pfeilrichtung IV gemäß Fig. 2.

Der Drehmomentschlüssel besitzt das zylindrische, am Außenumfang mit Längsrillen 1 versehene Werkzeugheft 2. Letzteres ist hohl ausgebildet und besitzt an seinem oberen Ende 2' ein Innengewinde 3, in welches eine mit einem Innensechskant 4 für ein entsprechendes Verstellwerkzeug ausgestattete Mutter 5 eingeschraubt ist. Verdeckt ist die Spannmutter 5 durch einen endständigen Deckel 6, der mit seinem Gewindefortsatz 7 in das Ende 2' eintritt.

Gegen die Spannmutter 5 legt sich der Boden 8 eines topfförmigen Zwischenstückes 9 an, welches sich in der zylindrischen Höhlung 10 des Heftes 2 führt. Auf der Mantelfläche des Zwischenstückes 9 befindet sich eine Skala 11, die durch ein Fenster 12 des Heftes erkennbar ist und mit einer Markierungslinie 13 desselben zusammenwirkt.

An der Topfbodenfläche stützt sich das eine Ende der als Tellerfederpaket ausgebildeten Spannfeder 14 ab. Das Tellerfederpaket umschließt den Stößel 15 und beaufschlagt diesen an einem Bund 16 in Pfeilrichtung x. Axial zum Stößel 15 fluchtet eine Eintrittsöffnung 17 für das Stößelende 15' im Boden 8 des Zwischenstückes 9.

Von dem Bund 16 des Stößels 15 geht das kegelstumpfförmige Ende 18 aus. Dieses ragt in eine Bohrung 19 des Käfigs 20, welcher drei im gleichen Winkelabstand zueinander liegende, in die Bohrung 19 mündende Käfigöffnungen 21 aufweist. Letztere nehmen je eine Kugel 22 auf, welche Kugeln von dem kegelförmigen Ende 18 des Stößels 15 durch die Käfigöffnungen 21 nach außen gedrückt, in die Rastöffnungen 23 einer den Käfig 20 konzentrisch umgebenden Büchse 24 des Werkzeugheftes 2 eintreten. Die Büchse 24 sitzt fest und undrehbar im unteren Ende 2" des Heftes.

Die Rastöffnungen 23 der Büchse 24 sind von im Querschnitt dreieckförmigen Vertiefungen (siehe Fig. 3) in inneren Planflächen 23' vorgesehen, die sich vor den Öffnungen 21 des Käfigs erstrecken. Durch die besondere Ausbildung der Rastöffnungen in inneren Planflächen ergibt sich eine erleichterte Herstellung der den Käfig 20 umgebenden Büchse 24.

An die Büchse 24 schließt sich ein in das Innengewinde des unteren Endes 2' des Heftes 2 eingeschraubtes Verschlussteil 25 an, welches ein Axialkugellager 26 trägt. Dieses liegt zwischen der Käfigunterseite 20' und der von dem Verschlussteil 25 gebildeten Bodenfläche 25' des Heftes. Das Verschlussteil 25 setzt sich in einen Hals 25'' fort und dient zur Lagerung der von dem Käfig 20 einstückig ausgehenden Werkzeugträgerachse 27 des Werkzeugträgers 28. Die Werkzeugträgerachse 27 besitzt endseitig einen Innensechskant 29 zur Aufnahme eines Schlüssels bzw. einer Schraubendreherklinge 30. Der Innensechskant 29 ist geschlitzt und weist zum Festspannen des eingesteckten Werkzeuges die Überwurfmutter 31 auf.

Eine sich an einer inneren Ringschulter 32 des Heftes 2 abstützende Tellerfeder 33 drückt gegen den Käfig 20 und verhindert ein axiales Spiel desselben bzw. des Werkzeugträgers 28 bei entlasteter Spannfeder 14.

Bei im Betrieb befindlichem Drehmomentschlüssel geht der Kraftfluß vom Heft 2 über Büchse 24, Kugeln 22 auf den Käfig 20 und damit Werkzeugträger 28 über - Werkzeugheft und Werkzeugträger drehen synchron -.

Wird das eingestellte Drehmoment erreicht, so bleibt der Werkzeugträger 28 und damit der Käfig 20 stehen. Das Heft 2 dreht weiter, und die Kugeln 22 werden von den Scheitelpunkten 23" der Rastöffnungen 23 einwärts verlagert, welche Kugeln ihrerseits über das kegelförmige Ende 18' den Stößel entgegen der Kraft der Spannfeder 14 verschieben, gegebenenfalls unter Eintritt des Stößelendes 15' in die Eintrittsöffnung 17 des Zwischenstückes 9. Das Einrasten der Kugeln 22 in die benachbarten Öffnungen 23 der Büchse ist deutlich spürbar und zeigt augenblicklich das Erreichen des eingestellten Drehmomentes an.

Claims (6)

1.) Selbstauslösender Drehmomentschlüssel mit einstellbarer Federspannkraft und einer die Auslösung bewirkenden Kupplung zwischen Werkzeugträger und Werkzeugheft, wobei die Kupplung von in einem am Werkzeugträger sitzenden Käfig gelagerten Kugeln gebildet ist, die, zentral von einer axial verlaufenden Spannfeder beaufschlagt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannfeder auf einem koaxial im Hefthohlraum angeordneten, dem Käfig (20) zugeordneten längsverschieblichen Stößel (15) sitzt, der einerends durch die Kugeln (22) und andererends durch einen Zwischenboden (8) des Heftes (2) zentriert ist.

2.) Drehmomentschlüssel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (15) die Kugeln (22) mit einem kegelförmigen Ende (18) beaufschlagt.

3.) Drehmomentschlüssel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastöffnungen (23) der Büchse (24) von im Querschnitt dreieckförmigen Vertiefungen in inneren Planflächen (23') vorgesehen sind, die sich vor den Öffnungen (21) des Käfigs (20) erstrecken.

4.) Drehmomentschlüssel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Axialkugellager (26) zwischen Käfigunterseite (20') und Bodenfläche (25') des Heftes (2).

5.) Drehmomentschlüssel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Eintrittsöffnung (17) für den axial verschieblichen Stößel (15) im Boden (8) eines topfförmigen, im Heft (2) verstellbaren Zwischenstückes (9), gegen dessen Topfboden (9) sich die Spannfeder (14) einerseits abstützt.

6.) Drehmomentschlüssel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine oberhalb des Zwischenstückes (9) liegende, an der Innenwand des Heftes eingreifende Spannmutter (5), die vom endständigen den vollen Öffnungsquerschnitt verschließenden Deckel (6) des Werkzeugheftes (2) verdeckt ist.