Die Erfindung betrifft eine Einstellvorrichtung zur Einstellung des Auslöse-Drehmoments
bei Drehmomentschlüsseln, bei welcher durch einen drehbaren Stellknopf
über eine Gewindespindel ein das Auslöse-Drehmoment bestimmender
Federmechanismus verstellbar ist, und bei welcher die Drehbewegung des Stellknopfes
an einer Skala ablesbar ist.
Beim Anziehen einer Schraube mittels eines Schlüssels, steigt das aufzuwendende
Drehmoment an, je weiter die Schraube oder Mutter angezogen ist. Es ist wünschenswert,
die Schraube oder Mutter bis zu einem genau definierten Drehmoment anzuziehen.
Dieses Drehmoment hängt von der Art der herzustellenden Schraubverbindung ab. Zum
Anziehen von Schrauben oder Muttern bis zu einem bestimmten, gewünschten
Drehmoment dienen Drehmomentschlüssel. Drehmomentschlüssel enthalten einen
Federmechanismus, der bei einem bestimmten Drehmoment auslöst, so daß der Benutzer
ein Auslösegeräusch hört oder die Auslösung fühlen kann. Das "Auslöse-Drehmoment",
bei welchem der Federmechanismus auslöst, ist einstellbar.
Es sind Drehmomentschlüssel bekannt, bei denen das Auslöse-Drehmoment proportional
mit der Vorspannung einer Feder ansteigt, die z.B. einen Kniehebel-Mechanismus
belastet. Bei solchen Drehmomentschlüsseln wird ein Federwiderlager, an dem sich eine
Schraubendruckfeder abstützt, über eine Gewindespindel linear verstellt. Die Verstellung
der Gewindespindel erfolgt über einen am Ende der Gewindespindel sitzenden
Stellknopf. Der Vorschub des Federwiderlagers kann an einer geradlinigen Skala mit
linearer Teilung abgelesen werden, die in Drehmoment-Einheiten geeicht ist. Bei solchen
Drehmomentschlüsseln kann eine weitere Skala an dem Drehknopf vorgesehen sein, die
wie bei einer Mikrometerschraube eine Feineinstellung gestattet. Die Steigung der
Gewindespindel und die Teilung der geradlinigen Skala können so gewählt werden, daß
einer Skalenteilung der linearen Skala ein Drehwinkel von 360° des Drehknopfes
entspricht.
Bei vielen Drehmomentschlüsseln sind zwei Skalen vorgesehen, die in unterschiedlichen
Einheiten, z.B. in Nm und in ft.lb., geteilt sind. Wenn die Steigung der Gewindespindel
so ausgelegt ist, daß eine 360°-Drehbewegung des Drehknopfes einer Skalenteilung der
einen geradlinigen, linearen Skala, z.B. der Nm-Skala, entspricht, dann ist eine
Mikrometerschrauben-Feineinstellung mittels einer an dem Drehknopf vorgesehenen
"Mikrometer"-Skala jeweils nur für diese Skala möglich. Für die andere Skala, z.B. eine
ft.lb.-Skala entspricht eine 360°-Drehbewegung des Stellknopfes einem von der
Skalenteilung abweichenden Stellweg. Die Feineinstellung anhand einer am Stellknopf
vorgesehenen "Mikrometer"-Skala bietet daher schon bei linearem Zusammenhang
zwischen Stellweg und Auslösedrehmoment Schwierigkeiten.
Es gibt aber auch Drehmomentschlüssel, bei denen die Einstellung des Drehmoments
zwar ebenfalls über eine Gewindespindel erfolgt, bei welcher aber der Zusammenhang
zwischen dem Stellweg und dem eingestellten Drehmoment nichtlinear ist. Ein Beispiel
eines solchen Drehmomentschlüssels ist ein Drehmomentschlüssel, der mit einer starken
Blatt- oder Stabfeder arbeitet. Dabei stützt sich ein Schwenkkörper über die Blatt- oder
Stabfeder an einem Abstützglied ab. Das zwischen Griff und Werkzeug ausgeübte
Drehmoment wirkt über einen Hebelmechanismus auf das Abstützglied. Überschreitet
das Drehmoment ein vorgegebenes Auslöse-Drehmoment, dann weicht der
Schwenkkörper gegen die Wirkung der Blatt- oder Stabfeder aus und gibt mit einer Nase
den Hebelmechanismus frei. Zum Vorgeben des Auslöse-Drehmoments ist das
Abstützglied in Längsrichtung relativ zu der Blatt- oder Stabfeder verstellt. Der Stellweg
ist an einer geradlinigen Drehmoment-Skala ablesbar. Hier ist der Zusammenhang
zwischen der Verstellung des Abstützgliedes, die auch mittels einer Gewindespindel
erfolgt, und dem dadurch eingestellten Drehmoment nichtlinear. Dementsprechend ist
auch die Drehmoment-Skala nichtlinear. Durch diese Nichtlinearität ist es nicht möglich,
die Drehbewegung des Stellknopfes, der die Gewindespindel verstellt, mit einer
"Mikrometer"-Skala zur Interpolation zwischen den Skalenteilen der Drehmoment-Skala
heranzuziehen. Das gilt auch, wenn nur eine einzige Drehmoment-Skala vorgesehen ist,
die z.B. in Nm geteilt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine feine Einstellung des Drehmoments auf
der Basis der Drehbewegung des Stellknopfes vorzunehmen.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zu Grunde, eine Feineinstellung des
Drehmoments auf der Basis der Drehbewegung des Stellknopfes auch dann über den
gesamten Stellbereich hinweg vorzunehmen, wenn der Zusammenhang zwischen
Stellbewegung und eingestelltem Drehmoment nichtlinear ist.
Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zu Grunde, eine Feineinstellung des
Drehmoments auf der Basis der Drehbewegung des Stellknopfes auch dann
vorzunehmen, wenn zwei Skalen mit unterschiedlichen Teilungen, z.B. in Nm und ft.lb.
vorgesehen sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine mit dem Stellknopf
verdrehbare Skala schraubenförmig mit einer der Gewindesteigung der Gewindespindel
entsprechenden Steigung ausgebildet ist.
Auf diese Weise kann eine auf der Drehung des Stellknopfes beruhende, in Drehmoment-Einheiten
geteilte Skala erzeugt werden, die eine Feineinstellung des Drehmoments
besser als eine lineare Skala gestattet. Diese Skala ist auch dann anwendbar, wenn das
einzustellende Drehmoment nichtlinear von dem Stellweg abhängt. Die Neuerung
gestattet auch bei einer Doppelskala, z.B. einer Skala in Nm und einer Skala in ft.lb. eine
Feineinstellung für beide Skalen.
Vorteilhaft ist es, wenn die Skala zwischen den Gewindegängen der Gewindespindel
verläuft. Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung besteht darin, daß die
Gewindespindel von einer Hülse mit nach außen vorstehenden Gewindegängen auf der
Außenfläche gebildet ist, die Gewindegänge der Hülse in wenigstens einem dazu
komplementären Gewindegang in der Innenwandung eines zylindrischen Gehäuses
geführt und in dem Gehäuse längsbeweglich ist, und der Stellknopf an der Stirnfläche des
zylindrischen Gehäuses gelagert ist und mit einer Stellwelle verbunden ist, welche in die
Hülse hineinragt und auf welcher die Hülse relativ zu der Stellwelle undrehbar aber
längsbeweglich geführt ist. Dabei kann in der Mantelfläche des zylindrischen Gehäuses
ein mit einer Ablesemarke versehenes Fenster vorgesehen sein, durch welches jeweils ein
Gang der schraubenförmigen Skala sichtbar ist.
Bei einer Ausführung der Erfindung ist eine geradlinige Grobskala mit nichtlinearer
Teilung vorgesehen, an welcher das Auslöse-Drehmoment nach Maßgabe des axialen
Stellwegs der Gewindespindel ablesbar ist, während die schraubenförmige Skala eine
Feinunterteilung der Grobskala liefert. Die Erfindung ist aber auch sinnvoll, wenn zwar
die Grobskala eine lineare Teilung aufweist aber als Doppelskala mit unterschiedlichen
Skalenteilungen ausgebildet ist. In beiden Fällen hat die schraubenförmige Skala die
Mikrometerfunktion. Im Falle einer Grobskala mit nichtlinearer Teilung ist für jeden
Gewindegang der Gewindespindel ein Gang der entsprechend nichtlinearen
schraubenförmigen Mikrometer-Skala vorgesehen. Bei einer Doppelskala ist die
Mikrometer-Skala ebenfalls als Doppelskala ausgebildet, welche an die Skalenteilungen
der Grobskalen angepaßt sind.
Die Grobskala kann an einem in dem Gehäuse geradgeführten, mit der Gewindespindel
gekoppelten Skalenteil angebracht und durch ein mit einer Ablesemarke versehenes
Fenster des Gehäuses ablesbar sein.
Es kann aber nach einer zweiten Ausführung der Erfindung auch auf eine geradlinig
angeordnete Grobskala ganz verzichtet und nur die schraubenförmige Skala verwendet
werden.
Die Erfindung ist nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die
zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
- Fig.1
- ist ein Längsschnitt durch eine erste Ausführung einer Einstellvorrichtung
zur Einstellung des Auslöse-Drehmoments bei einem
Drehmomentschlüssel, bei welchem das eingestellte Auslöse-Drehmoment
nichtlinear vom Stellweg abhängt.
- Fig.2
- ist ein Längsschnitt durch eine zweite Ausführung der Einstellvorrichtung
mit einer einzigen, schraubenförmigen Skala in der Ausgangsstellung.
- Fig.3
- ist ein Längsschnitt wie die in Fig.2 dargestellten Ausführung jedoch in der
Endstellung.
In Fig.1 ist mit 10 ein zylindrisches Gehäuse bezeichnet, daß den Griffteil eines
Drehmomentschlüssels bildet. Das Gehäuse 10 hat einen Mantel 12 und ist durch eine
Stirnfläche 14 abgeschlossen. In dem Gehäuse 10 sitzt eine Gewindespindel 16. Die
Gewindespindel 16 bildet eine Hülse 18. Auf der Außenseite der Hülse 18 sind
vorstehende Gewindegänge 20 angeformt. Die Gewindegänge 20 sind in wenigstens
einem Gang einer schraubenförmigen, zu den Gewindegängen komplementären Nut 22
geführt. Auf der Innenseite der Hülse sind diametral gegenüberliegende Längsnuten 24
und 26 vorgesehen.
In der Stirnfläche 14 ist ein Stellknopf 28 drehbar gelagert. Der Stellknopf 28 ist mit
einer Stellwelle 30 verbunden. Die Stellwelle 30 erstreckt sich zentral durch die Hülse 18
und greift mit radialen Keilen 90 und 92 in die Längsnuten 24 bzw. 26 ein, wie in Fig.3
dargestellt. Wenn der Stellknopf 28 verdreht wird, dann dreht er über die Stellwelle 30
und die Keile 90 und 92 die Hülse 18 der Gewindespindel 16. Dabei wird die
Gewindespindel 16 über die Gewindegänge 20 und die dazu komplementäre Nut 22 in
dem Gehäuse 10 in Längsrichtung verstellt.
Auf der Hülse 18 sitzt an deren dem Stellknopf 28 abgewandten Ende ein Bund 36 an
welchem ein pilzförmiges Mitnahmestück 38 angebracht ist. Ein in dem Gehäuse 10
geführtes, hülsenförmiges Skalenteil 40 weist eine Stirnfläche 42 mit einer Bohrung 44
auf. Das Mitnahmestück 38 ragt durch die Bohrung 44 und liegt mit seinem Kopf an der
Innenseite der Stirnfläche 42 um die Bohrung 44 herum an. Dabei liegt die Stirnfläche 42
an dem Bund 36 an. Das Skalenteil 40 ist somit mit der Gewindespindel 16 gekoppelt,
und zwar so, daß das Skalenteil 40 sich in Längsrichtung mit der Gewindespindel 16
bewegt aber die Drehung der Gewindespindel 16 nicht mitmacht.
Über einen Lenker 46 ist das Skalenteil 40 mit einem (nicht dargestellten) das Auslöse-Drehmoment
bestimmenden Federmechanismus gekoppelt, der durch die
Längsbewegung eingestellt wird.
Zur Grobablesung des eingestellten Auslöse-Drehmoments sind auf dem Skalenteil 40
zwei in verschiedenen Drehmoment-Einheiten (Nm; ft.lb) geteilte Grobskalen 48 bzw. 50
vorgesehen. Die Skalen 48 und 50 bewegen sich bei der Einstellung relativ zu
gehäusefesten Ablesemarken 52 bzw. 54 und sind durch Fenster 56 bzw. 58 im Mantel
12 des Gehäuses 10 sichtbar.
Zwei weitere, schraubenförmige Skalen 60 und 62, wieder geteilt in verschiedenen
Drehmoment-Einheiten (Nm; ft.lb), sind auf der Gewindespindel 16 vorgesehen. Die
Ganghöhe der schraubenförmigen Skalen 60 und 62 entspricht der Ganghöhe der
Gewindegänge 20 der Gewindespindel 16. Wie aus Fig.1 ersichtlich ist, verlaufen die
Skalen auf der Mantelfläche der Gewindespindel 16 zwischen den Gewindegängen 20.
Die Skalen sind gegenüber zwei gehäusefesten Marken 64 bzw. 66 ablesbar. Die Skalen
können in diesem Bereich durch ein Fenster 68 des Gehäuses beobachtet werden.
Bei der dargestellten Ausführung, entspricht der Skalenabstand zwischen zwei
Skalenstrichen der Skala 48 jeweils 10 Nm. Die Unterteilung kann dann an der Skala 60
im Fenster 68 10-fach unterteilt abgelesen werden. Da jedem Skalenabstand ein anderer
Gang der schraubenförmigen Skalen 60 und 62 entspricht, funktioniert die
Mikrometerwirkung auch bei stark nichtlinearen Skalen.
Bei der Ausführung nach Fig.2 und 3 wird auf eine geradlinig angeordnete Skala für die
Grobablesung verzichtet. Es ist nur eine schraubenförmig angeordnete Skala 70 für die
Anzeige in Nm und eine entsprechend schraubenförmig angeordnete Skala 72 für die
Anzeige in ft.lb vorgesehen.
Die Konstruktion ist ähnlich wie die Konstruktion von Fig.1.
Mit 74 ist ein zylindrisches Gehäuse bezeichnet, welches das Griffende des
Drehmomentschlüssels bildet. Das Gehäuse ist durch eine Stirnfläche 76 abgeschlossen.
In dem Gehäuse 74 ist eine Gewindespindel 78 mit einer Hülse 80 angeordnet. Auf der
Außenseite der Hülse 80 sind vorstehende Gewindegänge 82 gebildet. Die Gewindegänge
sind in einer Schraubenförmigen Nut 84 mit zwei Gewindegängen geführt. An der
Stirnfläche 76 ist zentral ein Stellknopf 86 gelagert. Der Stellknopf 86 ist mit einer
Stellwelle 88 verbunden Die Stellwelle 88 greift mit Keilen 90 und 92 in Längsnuten 94
bzw. 96 in der Innenwandung der Hülse 80. Die Hülse 80 ist über ein eine
Relativdrehung gestattendes Mitnahmestück 98 mit einem Übertragungsglied 100
gekoppelt, das in dem Gehäuse 74 längsbeweglich geführt ist. In dem Übertragungsglied
100 ist ein Lenker 102 zur Verbindung mit einem (nicht dargestellten)
Federmechanismus gelagert.
Die Funktion ist im wesentlichen die gleiche wie die der Ausführung von Fig.1.
Die Ablesung des eingestellten Auslöse-Drehmoments erfolgt nur an den Skalen 70 und
72, die hier nicht nur die Funktion einer Feinablesung haben sondern z.B. wie Skala 48
von Fig.1 von 20 bis 100 Nm laufen.
Fig.2 zeigt die Einstellvorrichtung in der Ausgangsstellung. An einer Marke 104 kann in
einem Fenster 106 der Wert 20 Nm abgelesen werden. Die Gewindespindel befindet sich
in ihrer äußersten rechten, stellknopfseitigen Stellung. Fig.3 zeigt die Einstellvorrichtung
in der Endstellung. Die Gewindespindel befindet sich in ihrer äußersten linken Stellung
in Fig.3. Auf der schraubenförmigen Skala 70 kann an der Marke 104 der Wert 100 Nm
abgelesen werden.