EP1502708B1 - Drehmomentschlüssel - Google Patents

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EP1502708B1
EP1502708B1 EP20040008410 EP04008410A EP1502708B1 EP 1502708 B1 EP1502708 B1 EP 1502708B1 EP 20040008410 EP20040008410 EP 20040008410 EP 04008410 A EP04008410 A EP 04008410A EP 1502708 B1 EP1502708 B1 EP 1502708B1
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torque
torque wrench
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tube
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EP20040008410
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Hermann J. Zerver
Thomas Beyert
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Hazet Werk Hermann Zerver GmbH and Co KG
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Hazet Werk Hermann Zerver GmbH and Co KG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/14Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
    • B25B23/142Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers
    • B25B23/1422Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers torque indicators or adjustable torque limiters
    • B25B23/1427Arrangement 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

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Drehmomentschlüssel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, deraus der Druckschrift EP 1 317 997 bekannt ist.
  • Drehmomentschlüssel kommen in vielfältigsten Einsatzbereichen in der Praxis überall dort zum Einsatz, wo Schrauben mit einem definierten Drehmoment und einer festgelegten Vorspannung angezogen werden müssen. Das gewünschte Drehmoment wird durch Verdrehen einer Druckfeder eingestellt, in dem der mit einer Gewindespindel verbundene Handgriff relativ zum Gehäuse des Drehmomentschlüssels gedreht wird. Das Gehäuse wird üblicherweise durch ein im Durchmesser kreisförmiges Hebelrohr gebildet, das am vorderen Ende einen Werkzeugkopf, beispielsweise eine Knarre, und am hinteren Ende den Handgriff trägt.
  • Um das jeweils eingestellte Drehmoment bei einer Benutzung des Drehmomentenschlüssels gegen Verstellen zu sichern, wird der Handgriff in der Gebrauchsstellung auf dem Hebelrohr festgelegt. Das eingestellte Drehmoment ist an einer Anzeige ablesbar. Überwiegend ist die Anzeige bei den derzeit üblichen Drehmomentschlüsseln als Skala oder Nonius ausgeführt. Diese Ausführungsformen haben sich grundsätzlich bewährt, jedoch ist das Einstellen bzw. Ablesen des Drehmoments in gewisser Weise umständlich, weil zunächst eine Grobeinstellung und anschließend eine Feineinstellung des gewünschten Drehmoments vorgenommen werden muss, wobei die beiden Werte addiert werden müssen. Dies ist in der Praxis nicht immer vorteilhaft.
  • Es gibt auch Drehmomentschlüssel mit einer elektronischen Anzeige des Drehmoments. Diese sind jedoch sowohl was den konstruktiven Aufbau als auch die Elektronik und deren Energieversorgung anbelangt, aufwändig.
  • Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, einen Drehmomentschlüssel mit einer verbesserten Anzeige des eingestellten Drehmoments zu schaffen.
  • Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einem Drehmomentschlüssel gemäß den Merkmalen von Schutzanspruch 1.
  • Kernpunkt der Erfindung bildet die Maßnahme, dass die Anzeige ein Ziffernrollenzählwerk umfasst. Auf diese Weise wird eine mechanisch-digitale Anzeige geschaffen.
  • Es ist eine präzise Einstellung des gewünschten Drehmoments möglich, wobei der eingestellte Wert einfach als digitale Ziffern abzulesen ist. Das Ziffernrollenzählwerk arbeitet zuverlässig und genau. Eine separate Energieversorgung für die Anzeige ist nicht erforderlich. Das Ziffernrollenzählwerk ist auf einen bestimmten Grund- oder Startwert eingestellt, beispielsweise 20 Nm. Von dieser Position ausgehend kann die Verstellung zu höheren Werten und zurück erfolgen.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des grundsätzlichen Erfindungsgedankens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 9.
  • Das Ziffernrollenzählwerk weist zumindest zwei Ziffernrollen auf, die über ein Getriebe verknüpft sind. In der Praxis werden überwiegend drei Ziffernrollen zur Anwendung gelangen, über welche die Einer-, Zehner- und Hunderter-Werte des Drehmoments angezeigt werden. Für kleinere Drehmomentbereiche können auch Zehntel-, Einer- und Zehnerwerte auf entsprechenden Ziffernrollen angezeigt werden. Die Ziffernrollen sind über ein Getriebe mit zwei Zahnrädern so verknüpft, dass bei einer vollen Drehung der Einer-Ziffernrolle die Zehner-Ziffernrolle jeweils um einen gleich großen Winkelschritt und bei einer vollen Umdrehung der Zehner-Ziffernrolle die Hunderter-Ziffernrolle ebenfalls um einen gleich großen Winkelschritt bewegt werden. Der jeweilige Winkelschritt entspricht einem Zehntel einer vollen Umdrehung.
  • Das Ziffernrollenzählwerk ist über ein drehbares Spindelrohr mit dem Handgriff verbunden, so dass die Drehbewegung des Handgriffs auf das Ziffernrollenzählwerk übertragen wird. In der Praxis ist eine Ziffernrolle, und zwar zweckmäßigerweise die Einer-Ziffernrolle und das Spindelrohr über eine Hülse verbunden. Die Hülse weist zumindest einen Längsschlitz auf, in dem ein am Spindelrohr vorgesehener Mitnehmer verschiebbar eingreift. Das Ziffernrollenzählwerk und auch das zugehörige Getriebe sind in einem robusten Gehäuse mit Sichtfenster geschützt angeordnet, welche das Hebelrohr umgreift. Hierbei ist das Spindelrohr axial relativ zum Gehäuse verlagerbar.
  • Die Ziffernrollen des Ziffernrollenzählwerks sind vorzugsweise auf dem Hebelrohr gelagert. Diese Maßnahme gewährleistet einen zuverlässigen und störunanfälligen Betrieb des Ziffernrollenzählwerks.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform eines Drehmomentschlüssels mit feststehendem Handgriff kann das Ziffernrollenzählwerk auch über ein drehbares Spindelrohr mit der Spindel zur Verstellung der Druckfeder des Drehmomentschlüssels verbunden sein.
  • Schließlich kann das Sichtfenster für die Anzeige der eingestellten Werte mit einem Wechselfeld ausgerüstet sein, über welches eine Änderung der Drehmoment-Einheiten möglich ist.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:
  • Figur 1
    einen erfindungsgemäßen Drehmomentschlüssel in einer Draufsicht;
    Figur 2
    den Drehmomentschlüssel in einem Längsschnitt und
    Figur 3
    vergrößert den hinteren handgriffseitigen Bereich des Drehmomentschlüssels in einem Vertikalschnitt und einer gegenüber der Figur 2 um 90° gedrehten Darstellung.
  • Der Drehmomentschlüssel 1 weist ein Hebelrohr 2 mit einem Handgriff 3 sowie einen Werkzeugkopf 4 und eine Anzeige 5 für ein eingestelltes Drehmoment auf. Der Werkzeugkopf 4 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Umschaltknarre 6 mit einem Vierkantzapfen 7 ausgeführt. Grundsätzlich können aber unterschiedliche Werkzeugköpfe zum Einsatz gelangen, beispielsweise Ring-, Maul- oder Inbusaufsteckwerkzeuge.
  • Vom Werkzeugkopf 4 aus erstreckt sich ein Verbindungsschaft 8 in den vorderen Längenabschnitt 9 des Hebelrohrs 2, welches in diesem Bereich ober- und unterseitig abgeflacht ist. Zwei in den Verbindungsschaft 8 eingebettete Kugeln 10 bilden eine Führung für den Verbindungsschaft 8 im Längenabschnitt 9.
  • Der Verbindungsschaft 8 ist über einen Zapfen 11 am Ende 12 des abgeflachten Längenabschnitts 9 im Hebelrohr 2 schwenkbar gelagert und stützt sich mit seinem Ende 13 an einem sogenannten Kippwürfel 14 ab.
  • In das dem Werkzeugkopf 4 abgewandte Ende 15 des Hebelrohrs 2 ist eine spannbare Druckfeder 16 in Form einer Schraubendruckfeder eingegliedert. Die Druckfeder 16 stützt sich mit ihrem dem Werkzeugkopf 4 zugewandten Ende über ein Druckstück 17 gegen den Kippwürfel 14 ab. Der Kippwürfel 14 liegt in Aufnahmen 18 bzw. 19 am Ende 13 des Verbindungsschafts 8 bzw. im Druckstück 17 und verbindet diese in Folge Kraftschlusses drehfest bis zum Erreichen eines bestimmten Drehmomentes. Wird das über die Federspannung der Druckfeder 16 eingestellte Drehmoment überschritten, dreht sich der Werkzeugkopf 4 gegenüber dem Kippwürfel 14 und der Drehmomentschlüssel 1 löst aus. Hierbei wird auch ein nicht näher beschriebener optischer Signalgeber 20 angesprochen, so dass das Auslösen des Drehmomentschlüssels 1 angezeigt wird.
  • Das andere Ende der Druckfeder 16 liegt an einer im Hebelrohr 2 gleitfähig angeordneten topfförmigen Hülse 21. Der Mantel der Hülse 21 steht in Gleitkontakt mit der Innenfläche des Hebelrohrs 2.
  • In die Hülse 21 fasst ein endseitiger Druckkopf 22 einer Gewindespindel 23. Hierbei stützt sich die Gewindespindel 23 in einer Spindelmutter 24 ab, die im Ende 15 des Hebelrohrs 2 mittels Stiften 25 festgelegt ist.
  • Am profilierten Ende 26 der Gewindespindel 23 ist diese in einem Mitnahmekörper 27 gehalten und über einer Mutter 28 mit dem Mitnahmekörper 27 drehfest arretiert. Der Mitnahmekörper 27 besitzt radial abstehende Mitnehmer 27', die in axial verlaufenden Nuten 3a, 3b des Griffes 3 ragen, so dass der Mitnahmekörper 27 drehfest mit dem Griff 3 verbunden ist. Auf der Gewindespindel 23 ist eine Spindelmutter 29 verlagerbar, die über einen Stift 30 mit einem Spindelrohr 31 verbunden ist.
  • Der Handgriff 3 dient sowohl als ergonomisch gestaltete Handhabe zur Krafteinleitung als auch zur Drehmomenteinstellung. Hierbei wird das jeweilige Auslösedrehmoment durch Verstellen der Druckfeder 16 eingestellt, indem der Handgriff 3 relativ zum Hebelrohr 2 des Drehmomentschlüssels 1 verdreht wird.
  • Die in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Stellung zeigt die Gebrauchsstellung des Drehmomentschlüssels 1. Das bedeutet, der Handgriff 3 kann in dieser Stellung nicht gedreht werden. Folglich kann keine Drehmomentenverstellung durchgeführt werden.
  • Im freien Ende 32 des Handgriffs 3 ist ein Verriegelungsstück 33 drehbar eingegliedert. Dieses weist an seiner im Handgriff 3 liegenden Stirnseite 35 Zapfen 36 auf. An einer kranzförmigen Schulter 37 des Verriegelungsstücks 33 stützt sich eine Druckfeder 38 ab, die auf ihrer anderen Seite am Mitnahmekörper 27 anliegt. Die Zapfen 36 verhindern in der Arretierstellung des Verriegelungsstücks 33 das Verschieben des Handgriffes 3 in Pfeilrichtung P, da sie sich über dem gefüllten Anschlagbereich des Mitnahmekörpers 27 befinden. Durch Verdrehen des Verriegelungsstückes 33 über dessen Griffmulde 33' bis zu einem Anschlag, der durch Stifte 34 gebildet wird, gelangen die Zapfen 36 über die Ausnehmungen 39 des Mitnahmekörpers 27.
  • Zur Drehmomenteinstellung durch Betätigung der Gewindespindel 23 wird der Handgriff 3 in Pfeilrichtung P gegen die Kraft der Druckfeder 38 nach vorne bewegt. Hierbei werden die Zapfen 36 in die Ausnehmungen 39 des Mitnahmekörpers 27 geschoben. Gleichzeitig wird bei der Vorwärtsbewegung des Handgriffs 3 eine am inneren Ende 40 des Handgriffs 3 angeordnete Arretierhülse 41 nach vorne bewegt. Die Arretierhülse 41 ist im Handgriff 3 durch eine Abschlusskappe 42 lagegesichert. Man erkennt ferner, dass im Spindelrohr 31 zwei Kugeln 43 gelagert sind, die mit ihrem inneren Umfang in eine Nut 44 im Hebelrohr 2 eingreifen. Die Arretierhülse 41 weist einen Spannabschnitt 45 und einen demgegenüber im Innendurchmesser vergrößerten Freilaufabschnitt 46 auf. In der Gebrauchsstellung des Drehmomentschlüssels 1 sind die Kugeln 43 durch den Spannabschnitt 45 der Arretierhülse 41 gegen das Hebelrohr 2 verspannt, so dass eine Verdrehung des Handgriffs 3 relativ zum Hebelrohr 2 nicht möglich ist. Bei der Entriegelungsbewegung gemäß dem Pfeil P wird die Arretierhülse 41 wie erwähnt nach vorne bewegt. Hierbei gelangen die Kugeln 43 in den Freilaufabschnitt 46, so dass eine Drehbewegung des Handgriffs 3 und damit eine Drehmomenteinstellung durch Verstellen der Spannung der Druckfeder 16 über die Gewindespindel 23 möglich ist.
  • Durch Drehen des Handgriffs 3 im Uhrzeigersinn wird die Spindel 23 gedreht und die Druckfeder 16 gespannt. Auf diese Weise wird ein höheres Auslösedrehmoment in Folge der Erhöhung des Kraftschlusses eingestellt. Gleichzeitig wird über die Spindelmutter 29 auch das Spindelrohr 31 gedreht.
  • Über das Spindelrohr 31 ist der Handgriff 3 mit einem Ziffernrollenzählwerk 47 der Anzeige 5 verbunden. Das Ziffernrollenzählwerk 47 umfasst drei Ziffernrollen 48, 49, 50, die auf dem Hebelrohr 2 gelagert und über ein Getriebe 51 verknüpft sind. Die Ziffernrolle 48 zeigt die Einer-Werte der dreistelligen Anzeige 5 an. Auf der Ziffernrolle 49 sind die Zehner-Werte und auf der Ziffernrolle 50 sind die Hunderter-Werte eines eingestellten Drehmoments abzulesen.
  • Das Ziffernrollenzählwerk 47 ist in einem robusten Gehäuse 52 angeordnet, welches das Hebelrohr 2 umgreift und ein Sichtfenster 53 zum Ablesen des Auslösedrehmoments aufweist. Wie anhand der Figur 1 zu erkennen, ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel das Auslösedrehmoment auf 158 Nm eingestellt.
  • Das Spindelrohr 31 ist axial relativ zum Gehäuse 52 verlagerbar, wobei das Spindelrohr 31 über eine Hülse 54 mit der Ziffernrolle 48 verbunden ist. In der Hülse 54 sind Längsschlitze 55 vorgesehen, in die am Spindelrohr 31 befindliche Mitnehmer 56 verschiebbar eingreifen. Bei der Drehung des Handgriffs 3 wird das Spindelrohr 31 gedreht und in Bildebene nach links bewegt. Hierbei schiebt es sich in die Hülse 54. Über die Mitnehmer 56 wird die Hülse 54 und damit gleichzeitig die Ziffernrolle 48 gedreht. In den Längsschlitzen 55 gleiten die Mitnehmer 56 des Spindelrohrs 31 nach vorne.
  • Das Getriebe 51 weist zwei Zahnräder 57, 58 auf, die auf einer Welle 59 im Gehäuse 52 gelagert sind. Die Ziffernrollen 48, 49, 50 sind durch die Zahnräder 57, 58 des Getriebes 51 so verknüpft, dass bei einer vollen Umdrehung der Ziffernrolle 48 die Ziffernrolle 49 um einen Winkelschritt, der einem Zehntel der Umdrehung entspricht, also um einen Zehner-Wert gedreht wird. Entsprechend wird bei einer vollen Umdrehung der Ziffernrolle 49 die Ziffernrolle 50 um einen Winkelschritt, der einem Zehntel der Umdrehung entspricht, zur Anzeige des nächsten Hunderter-Wertes gedreht. Für diese Schrittfolge sind an den Ziffernrollen 48-50 auf die Zahnradgeometrie abgestimmte Ausnehmungen 60 und Nocken 61 vorgesehen, die mit den Zahnrädern 57, 58 zusammen wirken und eine entsprechende Verstellung des Ziffernrollenzählwerks 47 bewirken.
  • Über das Ziffernrollenzählwerk 47 ist eine mechanisch-digitale Anzeige 5 des Auslösedrehmoments möglich. Die Einstellung und Ablesung des Drehmoments ist einfach und zuverlässig.
  • Bei Ausführungen von Drehmomentschlüsseln 1, die ein Sichtfenster 53 mit Wechselfeld 53' besitzen, kann die "Nm"-Anzeige zur Änderung der Drehmoment-Einheiten werkseitig durch Wechseln des Sichtfensters 53 in eine andere Einheit geändert werden.
  • Bezugszeichenaufstellung
  • 1 -
    Drehmomentschlüssel
    2 -
    Hebelrohr
    3 -
    Handgriff
    3a -
    Nut in 3
    3b -
    Nut in 3
    4 -
    Werkzeugkopf
    5 -
    Anzeige
    6 -
    Umschaltknarre
    7 -
    Vierkantzapfen
    8 -
    Verbindungsschaft
    9 -
    Längenabschnitt
    10 -
    Kugel
    11 -
    Zapfen
    12 -
    Ende v. 9
    13 -
    Ende v. 8
    14 -
    Kippwürfel
    15 -
    Ende v. 2
    16 -
    Druckfeder
    17 -
    Druckstück
    18 -
    Aufnahme
    19 -
    Aufnahme
    20 -
    Signalgeber
    21 -
    Hülse
    22 -
    Druckkopf
    23 -
    Gewindespindel
    24 -
    Spindelmutter
    25 -
    Stift
    26 -
    Ende v. 23
    27 -
    Mitnahmekörper
    27'-
    Mitnehmer
    28 -
    Mutter
    29 -
    Spindelmutter
    30 -
    Stift
    31 -
    Spindelrohr
    32 -
    Ende v. 3
    33 -
    Kupplungsstück
    34 -
    Stift
    35 -
    Stirnseite v. 38
    36 -
    Kuppelzapfen
    37 -
    Schulter
    38 -
    Druckfeder
    40 -
    Ende
    41 -
    Arretierhülse
    42 -
    Abschlusskappe
    43 -
    Kugel
    44 -
    Nut
    45 -
    Spannabschnitt
    46 -
    Freilaufabschnitt
    47 -
    Ziffernrollenzählwerk
    48 -
    Ziffernrolle
    49 -
    Ziffernrolle
    50 -
    Ziffernrolle
    51 -
    Getriebe
    52 -
    Gehäuse
    53 -
    Sichtfenster
    53'-
    Wechselfeld
    54 -
    Hülse
    55 -
    Längsschlitz
    56 -
    Mitnehmer
    57 -
    Zahnrad
    58 -
    Zahnrad
    59 -
    Welle
    60 -
    Ausnehmung
    61 -
    Nocken
    P -
    Pfeil

Claims (9)

  1. Drehmomentschlüssel, welcher ein Hebelrohr (2) mit Handgriff (3), einen Werkzeugkopf (4) und eine Anzeige (5) für ein eingestelltes Drehmoment aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige (5) ein Ziffernrollenzählwerk (47) umfasst.
  2. Drehmomentschlüssel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ziffernrollenzählwerk (47) zumindest zwei Ziffernrollen (48, 49, 50) aufweist, die über ein Getriebe (51) verknüpft sind.
  3. Drehmomentschlüssel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ziffernrollenzählwerk (47) über ein drehbares Spindelrohr (31) mit dem Handgriff (3) verbunden ist.
  4. Drehmomentschlüssel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich-net, dass eine Ziffernrolle (48) und das Spindelrohr (31) über eine Hülse (54) verbunden sind.
  5. Drehmomentschlüssel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (54) zumindest einen Längsschlitz (55) aufweist, in den ein am Spindelrohr (31) vorgesehener Mitnehmer (56) verschiebbar eingreift.
  6. Drehmomentschlüssel nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ziffernrollenzählwerk (47) in einem Gehäuse (52) angeordnet ist, welches das Hebelrohr (2) umgreift, wobei das Spindelrohr (31) axial relativ zum Gehäuse (52) verlagerbar ist.
  7. Drehmomentschlüssel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge-kennzeichnet, dass die Ziffernrollen (48, 49, 50) des Ziffernrollenzählwerks (47) auf dem Hebelrohr (2) gelagert sind.
  8. Drehmomentschlüssel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ziffernrollenzählwerk (47) über ein drehbares Spindelrohr (31) mit einer Spindel (23) verbunden ist.
  9. Drehmomentschlüssel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sichtfenster (53) mit einem Wechselfeld (53') zur Änderung der Drehmomenteinheiten ausgestattet ist.
EP20040008410 2003-07-31 2004-04-07 Drehmomentschlüssel Active EP1502708B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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DE2003211811 DE20311811U1 (de) 2003-07-31 2003-07-31 Drehmomentschlüssel

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