EP1132173A2 - Werkzeug zum Übertragen eines Drehmoments - Google Patents

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EP1132173A2
EP1132173A2 EP01104252A EP01104252A EP1132173A2 EP 1132173 A2 EP1132173 A2 EP 1132173A2 EP 01104252 A EP01104252 A EP 01104252A EP 01104252 A EP01104252 A EP 01104252A EP 1132173 A2 EP1132173 A2 EP 1132173A2
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EP
European Patent Office
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clutch
tool
tool according
torque
coupling
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01104252A
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English (en)
French (fr)
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EP1132173A3 (de
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Adolf Wuerth GmbH and Co KG
Original Assignee
Adolf Wuerth GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Adolf Wuerth GmbH and Co KG filed Critical Adolf Wuerth GmbH and Co KG
Publication of EP1132173A2 publication Critical patent/EP1132173A2/de
Publication of EP1132173A3 publication Critical patent/EP1132173A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING, OR HOLDING
    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
    • B25B23/142—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers
    • B25B23/1422—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers torque indicators or adjustable torque limiters
    • B25B23/1427—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers torque indicators or adjustable torque limiters by mechanical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING, OR HOLDING
    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
    • B25B23/141—Mechanical overload release couplings

Definitions

  • the invention has for its object a simple structure to create a torque limiting tool at which the set torque value is not changed.
  • the invention proposes a tool with the features of claim 1. Further training of the Invention are the subject of the dependent claims, the Wording as well as the wording of the summary Reference is made to the content of the description.
  • the tool contains a drive part on which the to be applied Torque is initiated, as well as an output part from which the torque to be transmitted is taken off, whereby between these two parts the actual the torque limiting clutch is interposed.
  • the clutch is connected to the drive parts in such a way that they have torque transmits that it does not in the axial direction Take up force from the drive part or the driven part can. This can be done by pressing the tool in the axial direction just no adjustment of the once set Trigger values occur.
  • the clutch can be arranged and be designed so that they are axial relative to the tool is slidably supported, with this slidability a short distance shift can act.
  • the tool can be designed such that the drive part has such a shape or configuration that it with a drive tool can be connected directly or via a polygon is.
  • the drive part can take the form of a Have square, with which it is in an opening of a ratchet can be used and secured there.
  • it can also Be designed so that there is a square opening has, in which a square projection of a ratchet inserted can be.
  • the drive part such that a user with a wrench or a ring spanner on it can attack directly.
  • the driven part can be designed, for example, that it can be used as a nut, for example one has a twelve-sided standardized inner opening.
  • the Drive part and the driven part each formed as a sleeve are in their common interior when the two Sleeves are assembled, the clutch is housed.
  • the coupling is protected from external influences housed so that they both protect against soiling also against unintentional or intentional adjustment is protected.
  • the Sleeves at least one of the two sleeves, one of one Have a different internal cross-section that the External cross section of the input or output of the coupling is adjusted. This way, no further action can be taken the non-rotatable connection between the corresponding part of the Tool and the coupling are done.
  • the cross section can in particular be a Act cross-section in the form of a regular polygon, for example a hexagon, as is the case with screw heads and nuts is common.
  • the clutch has on both sides with a stop provided on the two clutch discs are slidably mounted be pressed against each other by at least one spring.
  • the strength of the spring defines depending on the others Geometry of the clutch, the value at which the clutch triggers.
  • the adjustability of the release value of the clutch can be realized, for example, in that the spring is exchanged. A stronger spring ensures you higher trigger value.
  • At least one of the two stops adjustable in the longitudinal direction of the pin is, especially in a fine gradation or stepless.
  • This Mother can twist the by more or less Change the preload of the clutch and thus the trigger value.
  • the clutch discs can advantageously be constructed in this way be that their mutually facing coupling surfaces a Have type sawtooth teeth, which means that they slide off allow two teeth together.
  • the coupling is designed as a sleeve in the interior the drive element and / or the output element of the Tool is arranged.
  • FIG. 1 shows a section cut in its middle section Side view of a tool according to the invention.
  • the Tool is designed to torque up to one transfer certain size. Then the transfer should of the torque are interrupted.
  • the tool contains a drive part 1, which in some way with a drive tool can be connected, for example a wrench or ratchet.
  • On the opposite The end of the tool is a similar one Output part 2 attached to the decrease in torque serves. For example, it can be a wrench act.
  • the two parts are aligned axially and rotatably connected.
  • the drive part 1 in the area of the driven part 2 facing end a small outer bead 3, the serves to limit the closing movement of a ring 4, the mounted on the cylindrical outside of the drive part 1 is.
  • This ring is dimensioned so that it over the also grip the cylindrical outside of the driven part 2 can.
  • the ring 4 also has 7 in the region of its free end a groove on the inside. If the two parts with their free end faces meet, so the ring 4 pushed over the snap ring 6 until it is in both grooves engages and secures the tool in the axial direction. In contrast, the two parts 1, 2 can continue circumferentially can be rotated, since the snap ring 6 no circumferentially Represents an obstacle.
  • Both the drive part 1 and the driven part 2 are in the Area of their mutually facing sides formed as sleeves, So contain an interior 8 that has a common Forms cavity.
  • this interior 8 there is a torque limiting clutch 9 housed in the following is described in more detail.
  • It contains a pin 10 which exposed coaxially to the tool in the interior 8 is arranged. In the illustration in FIG. 1, it does lie with one end on an end wall 11 of the driven part 2 on, but the opposite one with a head 12 The end is at a distance from the corresponding end wall 13 on.
  • the pin 12 can therefore in the axial direction in the swimming interior.
  • the pin 10 Starting from its head 12, the pin 10 initially points a smooth surface section to which a threaded section 14 connects with an external thread 15.
  • On the Shaft 10 is an arrangement with two clutch disks 16, 17, lined up, which can rotate freely around the shaft 10.
  • the clutch disks face each other Surfaces, see Figure 6, a coupling toothing on is known.
  • the two clutch disks 16, 17 are with the help of two plate spring assemblies in the example shown 18 pressed against each other.
  • One plate spring assembly 18 is based on the underside of the head 12 of the pin 10 and acts on a clutch disc 16 away from this end of the cone. Between the plate spring assembly 18 and the clutch disc 16 a slide ring 19 is used.
  • the disc spring assembly is supported on the opposite side 18 on a stop nut 20 on the internal thread 15 of the threaded portion 14 is screwed on. To one To prevent rotation of the nut 20, this has a Cross hole through which a pin 21 is inserted is the at the same time through an axial slot 22 of the Pin 10 passes through. To prevent slipping out of the pin 21 contains the stop nut 20 one Snap ring 23.
  • the sleeve-like interior 8 of both parts 1, 2 is out of round formed and has a shape that the outer shape of the Clutch discs 16, 17 is the same, with some play is available.
  • the transmission of a torque from that Drive part 1 to the driven part 2 happens so that the the drive part 1 forced rotation because of the non-circular Inner shape of the interior 8 on the clutch disc 16 is transmitted. Since the clutch disc 16 under spring pressure engages with the opposite clutch disc 17 stands, the second clutch disc 17 is also rotated. This transfers the rotation through its outer shape to the Stripping section 2.
  • Figure 2 shows a partially sectioned side view of the Drive part 1 of Figure 1.
  • Figure 1 is the drive part 1 shown on the right, while in Figure 2 in reverse Orientation is drawn.
  • the Tool or the clutch can output part and output part can also be interchanged because the torque clutch in works in both directions in the same way.
  • the drive part 1 has a first end 25 on, which serves to initiate the torque.
  • the end 25 contains a polygonal recess 26, into which a square can be inserted, for example Is part of a ratchet.
  • the one facing away from the first end 25 and assigned to the driven part 2 Part has a cylindrical outside, which for Leading the ring 4 is used.
  • the bead 3 is provided, the one Shoulder 27 forms.
  • the polygonal recess 26 is from the interior 8 of the Drive part separated by a transverse wall 28 which the mentioned end face 13 forms.
  • the interior 8 has the shape of a regular hexagon on.
  • An edge 29 of the hexagon can be seen in FIG. 2.
  • This hexagonal shape corresponds to the hexagonal outer shape the associated clutch disc 16.
  • the hexagon shape is one of the possible shapes, like the outside of the clutch disc and the inside of the drive part 1 is formed can be. Of course, there are other forms possible, which cause the clutch disc to rotate.
  • the stripping section 2 shown in FIG. 3 is similar Set up like the drive part 1. At its the drive part opposite end, it contains an inner recess 30 in the form of a regular twelve-sided that drives a conventional hexagon screw or nut is formed. Here too, the recess 30 is through the interior 8 a transverse wall 31 separated, which forms the end face 11.
  • the interior also has the shape of a regular hexagon on what is represented by the one edge 32 to be seen is. Again, it also applies that other forms of Cross section through this part of the driven part 2 possible are. Otherwise, the cross sections of the two parts need the interior 8 not to be the same since the one clutch disc 16 only with one part, i.e. drive part or output part, cooperates while the other clutch disc 17 engages only with the other part stands.
  • Figures 4 and 5 show the two clutch plates 16, 17 in the same orientation as shown in Figure 1 are.
  • the mutually facing coupling surfaces 33 have a kind of sawtooth shape, the sawtooths of course run along a radius, see also Figure 6, the the coupling surfaces 33 shows in front view.
  • both Clutch discs 16, 17 is the outer circumference in the form of a regular hexagons.
  • other forms can be used, particularly can also the outer shapes of both clutch discs from each other differ. Only the coupling surfaces facing each other 33 must be coordinated.
  • the clutch plates have an inner opening 34, the Inner diameter approximately the outer diameter of the pin 10 corresponds.
  • the clutch discs must face the pin 10 be both rotatable and axially displaceable.
  • the the parts of the coupling surfaces having inclined surfaces start at a radius slightly larger than that Radius of the inner opening 34. It is therefore around the edge a smooth area 35 is formed in the opening 34 that a narrow ring could be placed on.
  • Such a ring could serve the clutch disks in their engaged Condition, see Figure 1, move apart a bit, to thereby, for example, the preload of the plate springs 18 to increase. This can also lead to a change in the trigger value serve the clutch.
  • Figure 7 shows the pin 10 of the coupling in the same Orientation as in Figure 1.
  • the pin points in its smooth area a diameter of something is smaller than the diameter of the inner opening 34.
  • Das Slot 22 is positioned so that it has the possible position covers the stop nut used to adjust the Trigger torque of the clutch is used.
  • FIGS 8 and 9 show this stop nut, the 8 shows an angled section along line VIII-VIII in Figure 9 represents.
  • the stop nut 20 has an internal thread 36, which corresponds to the external thread 15 of the pin 10.
  • the stop nut can be stepless in principle be adjusted so that the release value of the clutch can be set very finely. To secure them against loosening, it has a length that runs along a diameter Cross bore 37 through which the already mentioned pin 21st can be put through. This pin will then also inserted through the elongated hole 22. With that the mother can in steps of half a thread pitch of thread 15 be secured. To prevent the pin 21 from slipping out prevent, a snap ring 23 is in a circumferential groove 38 inserted.
  • the stop nut 20 has two parallel key surfaces 39 on which you can attack with a tool.
  • FIGS. 10 and 11 show views of a clutch disc, which is easy compared to the previous embodiment has been changed.
  • the outer surface of the see polygonal approach. This outer surface 41 is from deviating from the flat shape slightly convex, whereby the figure represents this somewhat exaggerated.
  • the crowning has the advantage that the inside of the sleeve Align existing coupling.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)

Abstract

Ein Werkzeug, das wie eine Nuss verwendet werden kann, enthält zwei Teile, von denen der eine dem Antrieb und der andere dem Abtrieb dient. Die beiden Teile bilden einen Hohlraum, in dem eine Drehmoment begrenzende Kupplung eingesetzt ist. Diese ist in axialer Richtung schwebend angeordnet, so dass das einmal eingestellte Auslösedrehmoment der Kupplung unabhängig von äußeren Einflüssen erhalten bleiben kann.

Description

Es ist bekannt, dass man Schrauben in den meisten Anwendungsfällen mit einem bestimmten Drehmoment anziehen muss, das weder unterschritten noch überschritten werden soll. Zu diesem Zweck sind Drehmomentschlüssel bekannt, bei denen häufig der Wert, bei dem ein Weiterdrehen nicht mehr möglich ist, eingestellt werden kann. Solche das Drehmoment begrenzenden Werkzeuge sind häufig als Ratschen oder dergleichen ausgebildet. Sie haben den Nachteil, dass ein Benutzer, der zur Vermeidung des Abgleitens auf das Werkzeug in Längsrichtung der zu verdrehenden Schraube drückt, dadurch die in dem Werkzeug eingebaute Kupplung beeinflußt, so dass sie nicht mehr bei dem eingestellten Wert auslöst.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach aufgebautes ein Drehmoment begrenzendes Werkzeug zu schaffen, bei dem der eingestellte Drehmomentwert nicht geändert wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Werkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, deren Wortlaut ebenso wie der Wortlaut der Zusammenfassung durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird.
Das Werkzeug enthält ein Antriebsteil, an dem das aufzubringende Drehmoment eingeleitet wird, sowie ein Abtriebsteil, an dem das zu übertragene Drehmoment abgenommen wird, wobei zwischen diesen beiden Teilen die eigentliche das Drehmoment begrenzende Kupplung zwischengeschaltet ist. Die Kupplung ist so mit den Antriebsteilen verbunden, dass sie zwar das Drehmoment überträgt, dass sie aber in axialer Richtung keine Kraft von dem Antriebsteil oder dem Abtriebsteil aufnehmen kann. Dadurch kann durch Drücken auf das Werkzeug in Achsrichtung eben auch keine Verstellung des einmal eingestellten Auslösewerts auftreten.
Dies kann beispielsweise in Weiterbildung dadurch erreicht werden, dass die Kupplung in axialer Richtung weder mit dem Antriebsteil noch mit dem Abtriebsteil verbunden ist. Sie ist also mit beiden Teilen nur in Drehrichtung verbunden.
Beispielsweise kann die Kupplung derart angeordnet und ausgebildet sein, dass sie gegenüber dem Werkzeug axial verschiebbar gehaltert ist, wobei es sich bei dieser Verschiebbarkeit um eine Verschiebung um einen kurzen Weg handeln kann.
Das Werkzeug kann so ausgebildet sein, dass das Antriebsteil eine solche Form oder Ausgestaltung aufweist, dass es mit einem Antriebswerkzeug direkt oder über einen Mehrkant verbindbar ist. Es kann beispielsweise direkt die Form eines Vierkants aufweisen, mit dem es in eine Öffnung einer Ratsche eingesetzt und dort gesichert werden kann. Es kann aber auch so ausgestaltet sein, dass es eine vierkantige Öffnung aufweist, in die ein Vierkantvorsprung einer Ratsche eingesetzt werden kann. Selbstverständlich ist es auch möglich, das Antriebsteil derart auszubilden, dass ein Benutzer mit einem Schraubenschlüssel oder einem Ringschlüssel an ihm direkt angreifen kann.
Das Abtriebsteil kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass es als Nuss verwendbar ist, also beispielsweise eine zwölfeckige genormte Innenöffnung aufweist.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Antriebsteil und das Abtriebsteil jeweils als Hülse ausgebildet sind, in deren gemeinsamen Innenraum, wenn die beiden Hülsen zusammengesetzt sind, die Kupplung untergebracht wird. Hier ist die Kupplung von äußeren Einflüssen geschützt untergebracht, so dass sie sowohl gegen ein Verschmutzen als auch gegen ein unbeabsichtigtes oder beabsichtigtes Verstellen geschützt ist.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Hülsen, mindestens eine der beiden Hülsen, einen von einem Kreis abweichenden Innenquerschnitt aufweisen, der an den Außenquerschnitt des Eingangs bzw. des Ausgangs der Kupplung angepasst ist. Auf diese Weise kann ohne weitere Maßnahmen die drehfeste Verbindung zwischen dem entsprechenden Teil des Werkzeugs und der Kupplung erfolgen.
Bei dem Querschnitt kann es sich insbesondere um einen Querschnitt in Form eines regelmäßigen Mehrecks handeln, beispielsweise eines Sechsecks, wie dies bei Schraubenköpfen und Muttern üblich ist.
Insbesondere kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass der Querschnitt beider Hülsen gleich ist.
Um das Werkzeug an die unterschiedlichen Anwendungsfälle anzupassen, kann erfindungsgemäß in Weiterbildung vorgesehen sein, dass der Drehmomentwert, bei dem die Kupplung kein Drehmomentwert überträgt, einstellbar ist.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Kupplung einen beidseits mit einem Anschlag versehenen Zapfen aufweist, auf dem zwei Kupplungsscheiben verschiebbar gelagert sind, die durch mindestens eine Feder gegeneinander gepresst werden. Die Stärke der Feder definiert, abhängig von den anderen Geometrien der Kupplung, den Wert, bei dem die Kupplung auslöst.
Die Einstellbarkeit des Auslösewerts der Kupplung kann beispielsweise dadurch verwirklicht werden, dass die Feder ausgetauscht wird. Eine stärkere Feder sorgt für einen höheren Auslösewert.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Anpressung der beiden Kupplungsscheiben gegeneinander durch zwei Federn oder auch zwei Federpakete verwirklicht wird, von denen jede Feder jeweils zwischen dem einen Anschlag und einer Kupplungsscheibe angeordnet ist. Diese von der Erfindung vorgeschlagene Symmetrie führt zu einem verbesserten und genaueren Ansprechen der Kupplung.
Zum Verstellen des Auslösewerts der Kupplung kann in Weiterbildung auch vorgesehen sein, dass mindestens einer der beiden Anschläge in Längsrichtung des Zapfens verstellbar ist, insbesondere in einer feinen Abstufung oder stufenlos.
In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Position der beiden Kupplungsscheiben in Längsrichtung des Zapfens ohne eine Veränderung des Auslösewerts der Kupplung veränderbar ist. Dadurch kann die eingerückte Kupplung in ihrer Position genauer an die Positionen der beiden Teile des Werkzeugs angepasst werden.
In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zwischen der Feder und der zugeordneten Kupplungsscheibe und/oder dem zugeordneten Anschlag eine Gleitscheibe angeordnet ist. Sobald sich die Kupplung öffnet, findet eine Verdrehung der entsprechenden Kupplungsscheibe gegenüber den Zapfen und/oder gegenüber der Feder statt. Um dadurch auftretende Kräfte oder Beschädigungen zu verringern, kann diese Gleitscheibe vorgesehen werden.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass einer der beiden Anschläge von einem einstückigen Kopf des Zapfens gebildet wird, während der andere Anschlag, bei dem es sich um den verstellbaren Anschlag handelt, durch eine Mutter gebildet ist, die auf ein Gewinde des Zapfens aufgeschraubt ist. Diese Mutter kann durch mehr oder weniger weites Verdrehen die Vorspannung der Kupplung und damit den Auslösewert verändern.
Die Kupplungsscheiben können mit Vorteil derart aufgebaut sein, dass ihre einander zugewandten Kupplungsflächen eine Art Sägezahnverzahnung aufweisen, die also ein Abgleiten zweier Zähne aneinander ermöglichen.
Insbesondere kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Verzahnungen beider Kupplungsscheiben in radialer Richtung vom einem Radius ausgehen, der größer ist als die den Zapfen aufnehmende Öffnung der Kupplungsscheiben. Es entsteht also am Rand der Öffnung ein zunächst noch glatter Bereich, so dass zwischen die beiden Kupplungsscheiben ein Ring eingelegt werden kann, der das vollständige Eingreifen die beiden Kupplungsflächen verhindert. Auch auf diese Weise läßt sich der Wert, bei dem die Kupplung sich öffnet, verändern bzw. einstellen.
Insbesondere kann in Weiterbildung vorgesehen sein, dass der Außenumfang der Kupplungsscheiben den der Drehmomenteinleitung bzw. Abnahme dienenden Eingang bzw. Ausgang der Kupplung bildet.
Es ist auch möglich und wird von der Erfindung vorgeschlagen, dass die Kupplung als Hülse ausgebildet ist, in deren Innenraum das Antriebselement und/oder das Abtriebselement des Werkzeugs angeordnet ist.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:
Fig. 1
einen Längsschnitt durch ein Werkzeug nach der Erfindung;
Fig. 2
eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines ersten Teiles des Werkzeugs;
Fig. 3
eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines zweiten Teiles des Werkzeugs;
Fig. 4
die Seitenansicht der einen Kupplungsscheibe;
Fig. 5
die Seitenansicht der zweiten Kupplungsscheibe;
Fig. 6
die Stirnseitenansicht der Kupplungsscheibe von der Kupplungsfläche her;
Fig. 7
die Seitenansicht eines für die Verwirklichung der Kupplung verwendeten Zapfens;
Fig. 8
einen Schnitt durch eine Anschlagmutter;
Fig. 9
die Stirnansicht der Anschlagmutter der Figur 8. ;
Fig.10
eine der Figur 5 entsprechende Darstellung einer Kupplungsscheibe bei einer leicht geänderten Ausführungsform;
Fig. 11
eine der Figur 6 entsprechende Darstellung der Kupplungsscheibe der Figur 10.
Die Figur 1 zeigt eine in ihrem mittleren Abschnitt geschnittene Seitenansicht eines Werkzeugs nach der Erfindung. Das Werkzeug ist dazu bestimmt, ein Drehmoment bis zu einer bestimmten Größe zu übertragen. Anschließend soll die Übertragung des Drehmoments unterbrochen werden. Das Werkzeug enthält einen Antriebsteil 1, der in irgendeiner Weise mit einem Antriebswerkzeug verbunden werden kann, beispielsweise einem Schraubenschlüssel oder eine Ratsche. An dem gegenüberliegenden Ende des Werkzeugs ist ein ähnlich aufgebautes Abtriebsteil 2 angebracht, das zur Abnahme des Drehmoments dient. Es kann sich beispielsweise um einen Schraubenschlüssel handeln. Die beiden Teile sind axial ausgerichtet und drehbar miteinander verbunden. Im dargestellten Beispiel weist das Antriebsteil 1 im Bereich seines dem Abtriebsteil 2 zugewandten Endes einen kleinen äußeren Wulst 3 auf, der zur Begrenzung der Schließbewegung eines Rings 4 dient, der auf der zylindrischen Außenseite des Antriebsteils 1 gelagert ist. Dieser Ring ist so dimensioniert, dass er über die ebenfalls zylindrische Außenseite des Abtriebsteils 2 greifen kann. Dort ist eine Nut 5 vorhanden, in der ein Sprengring 6 sitzt. Auch der Ring 4 weist im Bereich seines freien Endes 7 eine Nut an seiner Innenseite auf. Wenn die beiden Teile mit ihren freien Stirnflächen aneinander stoßen, so wird der Ring 4 über den Sprengring 6 geschoben, bis er in beide Nuten eingreift und das Werkzeug in axialer Richtung sichert. In Umfangsrichtung können die beiden Teile 1, 2 dagegen weiter verdreht werden, da der Sprengring 6 in Umfangsrichtung kein Hindernis darstellt.
Sowohl das Antriebsteil 1 als auch das Abtriebsteil 2 sind im Bereich ihrer einander zugewandten Seiten als Hülsen ausgebildet, enthalten also einen Innenraum 8, der einen gemeinsamen Hohlraum bildet. In diesem Innenraum 8 ist eine Drehmoment begrenzende Kupplung 9 untergebracht, die im folgenden noch näher beschrieben wird. Sie enthält einen Zapfen 10, der koaxial zu dem Werkzeug in dem Innenraum 8 frei liegend angeordnet ist. In der Darstellung der Figur 1 liegt er zwar mit seinem einen Ende an einer Stirnwand 11 des Abtriebsteils 2 an, aber das gegenüberliegende mit einem Kopf 12 versehene Ende weist einen Abstand von der entsprechenden Stirnwand 13 auf. Der Zapfen 12 kann daher in axialer Richtung in dem Innenraum schwimmen.
Der Zapfen 10 weist, ausgehend von seinem Kopf 12, zunächst einen glattflächigen Abschnitt auf, an den sich ein Gewindeabschnitt 14 mit einem Außengewinde 15 anschließt. Auf dem Schaft 10 ist eine Anordnung mit zwei Kupplungsscheiben 16, 17, aufgereiht, die sich um dem Schaft 10 frei drehen können. Die Kupplungsscheiben weisen auf ihren einander zugewandten Flächen, siehe Figur 6, eine Kupplungsverzahnung auf, die an sich bekannt ist. Die beiden Kupplungsscheiben 16, 17 werden mit Hilfe von im dargestellten Beispiel zwei Tellerfederpaketen 18 gegeneinander gepresst. Das eine Tellerfederpaket 18 stützt sich an der Unterseite des Kopfs 12 des Zapfens 10 und beaufschlagt die eine Kupplungsscheibe 16 weg von diesem Ende des Zapfens. Zwischen dem Tellerfederpaket 18 und der Kupplungsscheibe 16 ist ein Gleitring 19 eingesetzt.
Auf der gegenüberliegenden Seite stützt sich das Tellerfederpaket 18 an einer Anschlagmutter 20 ab, die auf das Innengewinde 15 des Gewindeabschnitts 14 aufgeschraubt ist. Um eine Verdrehung der Mutter 20 zu verhindern, weist diese eine Querbohrung auf, durch die ein Stift 21 hindurchgesteckt ist, der gleichzeitig durch ein axiales Langloch 22 des Zapfens 10 hindurchgreift. Zur Verhinderung des Herausrutschens des Zapfens 21 enthält die Anschlagmutter 20 einen Sprengring 23.
Der hülsenartige Innenraum 8 beider Teile 1, 2 ist unrund ausgebildet und weist eine Form auf, die der Außenform der Kupplungsscheiben 16, 17 gleich ist, wobei ein gewisses Spiel vorhanden ist. Die Übertragung eines Drehmoments von dem Antriebsteils 1 zu dem Abtriebsteil 2 geschieht so, dass die dem Antriebsteil 1 aufgezwungene Drehung wegen der unrunden Innenform des Innenraumes 8 auf die Kupplungsscheibe 16 übertragen wird. Da die Kupplungsscheibe 16 unter Federdruck mit der gegenüberliegenden Kupplungsscheibe 17 im Eingriff steht, wird auch die zweite Kupplungsscheibe 17 mitgedreht. Diese überträgt die Drehung durch ihre Außenform auf das Abtriebsteil 2.
Wird nun beispielsweise beim Anziehen einer Schraube der Widerstand am Abtriebsteil 2 größer, so muss ein höheres Drehmoment übertragen werden. Das höhere Drehmoment führt wegen des Eingriffs der Schrägflächen der Kupplungsflächen dazu, dass die Kupplungsscheiben 16, 17 gegen die Wirkung der Tellerfederpakete 18 voneinander getrennt werden. Dies setzt sich fort, bis die beiden Kupplungsscheiben außer Eingriff gelangen. Von diesem Augenblick an dreht sich das Antriebsteil 1 weiter, während das Abtriebsteil 2 stehen bleibt, da es nicht mehr angetrieben wird. Das Werkzeug überträgt das Drehmoment also vom Abtriebsteil auf die Kupplung, und von dieser auf das Abtriebsteil. Wenn ein Benutzer auf das Antriebsteil 1 drückt, um beispielsweise das Abtriebsteil 2 gegen ein Abrutschen von einer Mutter zu sichern, so hat dies keinerlei Einfluß auf die Wirkungsweise der Drehmomentkupplung 9. Auf diese kann über das Werkzeug 1 keine axiale Kraft direkt eingeleitet werden.
Wie man dem Schnitt der Figur 1 ebenfalls entnehmen kann, weisen die Kupplungsscheiben 16, 17 auf ihren den einander zugewandten Kupplungsflächen abgewandten Seiten eine axiale Vertiefung 24 auf, die zur Aufnahme der Gleitscheibe 19 als auch der Tellerfederpakete 18 dienen.
Figur 2 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Antriebsteils 1 der Figur 1. In Figur 1 ist das Antriebsteil 1 rechts dargestellt, während es in Figur 2 in umgekehrter Orientierung gezeichnet ist. Bei der Wirkungsweise des Werkzeugs bzw. der Kupplung können Abtriebsteil und Abtriebsteil auch vertauscht werden, da die Drehmomentkupplung in beiden Richtungen in gleicher Weise wirkt.
Das Antriebsteil 1, siehe Figur 2, weist ein erstes Ende 25 auf, das zur Einleitung des Drehmoments dient. Im dargestellten Beispiel enthält das Ende 25 eine mehrkantige Ausnehmung 26, in die ein Vierkant eingesteckt werden kann, der beispielsweise Teil einer Ratsche ist.
Der dem ersten Ende 25 abgewandte, dem Abtriebsteil 2 zugeordnete Teil weist eine zylindrische Außenseite auf, die zur Führung des Rings 4 dient. Um ein vollständiges Abrutschen des Rings zu verhindern, ist der Wulst 3 vorgesehen, der eine Schulter 27 bildet.
Die mehrkantige Ausnehmung 26 ist von dem Innenraum 8 des Antriebsteils durch eine Querwand 28 getrennt, die die erwähnte Stirnfläche 13 bildet. Im Bereich zwischen der Stirnfläche 13 und dem dem Abtriebsteil zugewandten Ende weist der Innenraum 8 die Form eines regelmäßigen Sechsecks auf. Eine Kante 29 des Sechsecks ist in der Figur 2 zu sehen. Diese sechseckige Form entspricht der sechseckigen Außenform der zugeordneten Kupplungsscheibe 16. Die Sechseckform ist eine der möglichen Formen, wie die Außenseite der Kupplungsscheibe und die Innenseite des Antriebsteils 1 ausgebildet sein kann. Es sind selbstverständlich auch andere Formen möglich, die die Drehmitnahme der Kupplungsscheibe bewirken.
Der in Figur 3 dargestellte Abtriebsteil 2 ist in ähnlicher Weise aufgebaut wie der Antriebsteil 1. An seinem dem Antriebsteil abgewandten Ende enthält er eine Innenausnehmung 30 in Form eines regelmäßigen Zwölfecks, das zum Antrieb einer üblichen Sechskantschraube oder Mutter ausgebildet ist. Auch hier ist die Ausnehmung 30 von dem Innenraum 8 durch eine Querwand 31 getrennt, die die Stirnfläche 11 bildet. Der Innenraum weist auch hier die Form eines regelmäßigen Sechsecks auf, was durch die eine zu sehende Kante 32 dargestellt ist. Auch hier gilt wieder, dass auch andere Formen des Querschnitts durch diesen Teil des Abtriebsteils 2 möglich sind. Im Übrigen brauchen die Querschnitte der beiden Teile des Innenraumes 8 nicht gleich zu sein, da die eine Kupplungsscheibe 16 nur mit dem einen Teil, also Antriebsteil oder Abtriebsteil, zusammenwirkt, während die andere Kupplungsscheibe 17 nur mit dem jeweils anderen Teil in Eingriff steht.
Die Figuren 4 und 5 zeigen die beiden Kupplungsscheiben 16, 17 in der gleichen Ausrichtung, wie sie in Figur 1 dargestellt sind. Die einander zugewandten Kupplungsflächen 33 weisen eine Art Sägezahnform auf, wobei die Sägezähne natürlich längs eines Radius verlaufen, siehe auch Figur 6, die die Kupplungsflächen 33 in Stirnansicht zeigt. Bei beiden Kupplungsscheiben 16, 17 ist der Außenumfang in Form eines regelmäßigen Sechsecks ausgebildet. Wie bereits erwähnt, können auch andere Formen Verwendung finden, insbesondere können auch die Außenformen beider Kupplungsscheiben voneinander abweichen. Nur die einander zugewandten Kupplungsflächen 33 müssen aufeinander abgestimmt sein.
Die Kupplungsscheiben weisen eine Innenöffnung 34 auf, deren Innendurchmesser etwa dem Außendurchmesser des Zapfens 10 entspricht. Die Kupplungsscheiben müssen gegenüber dem Zapfen 10 sowohl verdrehbar als auch axial verschiebbar sein. Die die Schrägflächen aufweisenden Teile der Kupplungsflächen beginnen bei einem Radius, der etwas größer ist als der Radius der Innenöffnung 34. Es wird daher rings um den Rand der Öffnung 34 ein glattflächiger Bereich 35 gebildet, auf den ein schmaler Ring gelegt werden könnte. Ein solcher Ring könnte dazu dienen, die Kupplungsscheiben in ihrem eingerückten Zustand, siehe Figur 1, schon etwas auseinanderzurücken, um dadurch beispielsweise die Vorspannung der Tellerfedern 18 zu erhöhen. Dies kann auch zu einer Änderung des Auslösewerts der Kupplung dienen.
Die Figur 7 zeigt den Zapfen 10 der Kupplung in der gleichen Orientierung wie in Figur 1. Der Zapfen weist in seinem glattflächigen Bereich einen Durchmesser auf, der etwas kleiner ist als der Durchmesser der Innenöffnung 34. Das Langloch 22 ist so positioniert, dass es die mögliche Position der Anschlagmutter abdeckt, die zum Einstellen des Auslösedrehmomentes der Kupplung dient.
Die Figuren 8 und 9 zeigen diese Anschlagmutter, wobei die Figur 8 einen abgewinkelten Schnitt längs Linie VIII-VIII in Figur 9 darstellt. Die Anschlagmutter 20 weist ein Innengewinde 36 auf, das dem Außengewinde 15 des Zapfens 10 entspricht. Die Anschlagmutter kann vom Grundsatz her stufenlos verstellt werden, so dass sich der Auslösewert der Kupplung sehr fein einstellen lässt. Um sie gegen ein Lösen zu sichern, weist sie eine längs eines Durchmessers verlaufende Querbohrung 37 auf, durch die der bereits erwähnte Zapfen 21 hindurchgesteckt werden kann. Dieser Zapfen wird dann auch durch das Langloch 22 hindurchgesteckt. Damit kann die Mutter in Stufen einer halben Gewindesteigung des Gewindes 15 gesichert werden. Um das Herausrutschen des Stiftes 21 zu verhindern, wird in eine umlaufende Nut 38 ein Sprengring 23 eingelegt.
Die Anschlagmutter 20 weist zwei parallele Schlüsselflächen 39 auf, an denen man mit einem Werkzeug angreifen kann.
Die Figuren 10 und 11 zeigen Ansichten einer Kupplungsscheibe, die gegenüber der vorherigen Ausführungsform leicht geändert worden ist. In Figur 10 ist die Außenfläche des mehrkantigen Ansatzes zu sehen. Diese Außenfläche 41 ist von der ebenen Form abweichend leicht ballig ausgebildet, wobei die Figur dies etwas übertrieben darstellt. Die Balligkeit hat den Vorteil, daß sich die in dem Innenraum der Hülse befindliche Kupplung ausrichten kann.
In ähnlicher Weise ist auch die Außenfläche 41 in der Stirnansicht, siehe Figur 11, leicht ballig ausgebildet.

Claims (22)

  1. Werkzeug zum Übertragen eines Drehmoments, mit
    1.1 einem Antriebsteil (1) zum Einleiten eines Drehmomentes,
    1.2 einem zur Abnahme des Drehmoments ausgebildeten Abtriebsteil (2), das
    1.2.1 verdrehbar und axial unverschiebbar mit dem Antriebsteil (1) verbunden ist, sowie mit
    1.3 einer Drehmoment begrenzenden Kupplung (9),
    1.3.1 deren der Drehmomenteinleitung dienender Eingang mit dem Antriebsteil (1) und
    1.3.2 deren der Drehmomentausleitung dienender Ausgang mit dem Abtriebsteil (2) des Werkzeugs drehfest verbindbar ist, wobei
    1.4 die Kupplung derart angeordnet ist, dass sie bei der Übertragung axialer Kräfte mit Hilfe des Werkzeugs unbeteiligt ist.
  2. Werkzeug nach Anspruch 1, bei dem die Kupplung (9) in axialer Richtung weder mit dem Antriebsteil (1) noch mit dem Abtriebsteil (2) verbunden ist.
  3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Kupplung (9) axial gegenüber dem Werkzeug verschiebbar gehaltert ist.
  4. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Antriebsteil (1) derart ausgebildet ist, dass es mit einem Antriebswerkzeug direkt oder über ein Verbindungselement verbindbar ist.
  5. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Abtriebsteil (2) als Nuss ausgebildet ist.
  6. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Antriebsteil (1) und/oder das Abtriebsteil (2) als Hülse ausgebildet ist, in deren insbesondere zusammengesetztem Innenraum (8) die Kupplung (9) untergebracht ist.
  7. Werkzeug nach Anspruch 6, bei der die Hülsen einen von einem Kreis abweichenden Innenquerschnitt aufweisen, der an den Außenquerschnitt des Eingangs bzw. Ausgangs der Kupplung (9) angepasst ist.
  8. Werkzeug nach Anspruch 7, bei dem der Querschnitt die Form eines Mehrecks aufweist.
  9. Werkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem der Innenquerschnitt beider Hülsen gleich ist.
  10. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Auslösewert der Kupplung (9) einstellbar ist.
  11. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kupplung (9) einen beidseits mit einem Anschlag versehenen Zapfen (10) aufweist, auf dem zwei Kupplungsscheiben (16, 17) verschiebbar gelagert sind, die durch mindestens eine Feder (18) gegeneinander gepresst werden.
  12. Werkzeug nach Anspruch 11, bei dem der Auslösewert der Kupplung (9) durch Auswechseln der Feder (18) einstellbar ist.
  13. Werkzeug nach Anspruch 11 oder 12, bei dem zwei Federn (18) derart verwendet werden, dass jede Feder (18) zwischen einem Anschlag und einer Kupplungsscheibe (16, 17) angeordnet ist.
  14. Werkzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem mindestens ein Anschlag in Längsrichtung des Zapfens (10) verstellbar ist, insbesondere stufenlos oder feinstufig.
  15. Werkzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei dem die Position der Kupplungsscheiben (16, 17) in Längsrichtung des Zapfens (10) ohne Veränderung des Auslösewerts der Kupplung (9) veränderbar ist.
  16. Werkzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 15, bei dem zwischen der Feder (18) und der zugeordneten Kupplungsscheibe (16, 17) und/oder dem zugeordneten Anschlag eine Gleitscheibe (19) angeordnet ist.
  17. Werkzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 16, bei dem einer der beiden Anschläge von einer Mutter (20) gebildet ist.
  18. Werkzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 17, bei dem die einander zugewandten Seiten (33) der Kupplungsscheiben (16, 17) eine Sägeverzahnung aufweisen.
  19. Werkzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 18, bei dem die Verzahnung der Kupplungsflächen in radialer Richtung von einem Radius ausgeht, der größer ist als der Radius der den Zapfen (10) aufnehmenden Öffnung (34) der Kupplungsscheiben (16, 17).
  20. Werkzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 19, bei dem der Außenumfang der Kupplungsscheiben (16, 17) den der Drehmomenteinleitung bzw. Drehmomentabnahme dienenden Eingang bzw. Ausgang der Kupplung (9) bilden.
  21. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kupplung als Hülse ausgebildet ist, in deren Inneren das Antriebsteil (1) und/oder das Abtriebsteil (2) des Werkzeugs angeordnet ist.
  22. Werkzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 21, bei dem die Außenflächen (41) des Eingangs bzw. des Ausgangs der Kupplung (9) von der ebenen Form abweichen, insbesondere im Querschnitt und/oder Längsschnitt ballig ausgebildet sind.
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