DE3430530A1

DE3430530A1 - Drehmoment-begrenzungseinrichtung

Info

Publication number: DE3430530A1
Application number: DE19843430530
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Helfer and Co KG
Current assignee: Helfer and Co KG
Priority date: 1984-08-18
Filing date: 1984-08-18
Publication date: 1986-02-27

Description

Drehmoment-Begrenzungseinrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehmoment-Begrenzungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Zur Montage und Reparatur beispielsweise von Kraftfahrzeugen werden aufgrund von Vorschriften der Hersteller für viele Schrauben und Muttern die Anzugsmomente vorgeschrieben. Dafür werden Drehmomentschlüssel verwendet, die in der Anschaffung relativ teuer sind. Derartige Schlüssel sind darüber hinaus schlag- und fallempfindlich, da es sich überwiegend um Zeigergeräte handelt. Wenn mit diesen empfindlichen Geräten unter rauhen Betriebsbedinungen, beispielsweise bei der Befestigung von Schwerlastankern im Stahlbetonbau, gearbeitet wird, ist die Unzweckmäßigkeit leicht vorstellbar. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Geräte besteht darin, daß bei Verwendung von Verlängerungen, die bei Arbeiten an schwer zugänglichen stellen notwendig sind, Tors i onsabwe ich ungen auftreten, die sich auf das Anzugsmoment ungünstig auswirken.
Bekannt sind ferner Drehmoment-Begrenzer, die mittels Kugeln axial gegen Federkraft im Eingriff stehen. Diese bekannten Werkzeuge werden entweder vom Hersteller auf ein bestimmtes Drehmoment fest eingestellt oder müssen von dem Benutzer in umständlicher Weise erst verstellt werden (DE-OS 3 229 016 und 3 139 140).
Bei einer weiteren bekannten Ausführungsform (DE-PS 2 944 182) stehen schräge Flächen axial gegen Federkraft im Eingriff. Nachteilig ist die hohe Eigenreibung der Flächen, die jeweils abhängig von der Flächenrauhigkeit und der Abnutzung unterschiedlich groß ist; außerdem ist die am Mitnahme schaft entstehende Reibung beim Überkuppelvorgang als nachteilig empfunden worden. Der Drehmomentbereich wird ferner noch eingeengt, da ein Teil der Federkraft durch die Eigenreibung ausgeglichen wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Drehmoment-Begrenzungseinrichtung der fraglichen Art in der Einstellung und Handhabung einfach, in der Herstellung billig und darüber hinaus verschleißarm zu gestalten.
Diese Aufgabe wird bei einer Drehmoment-Begrenzungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches dadurch gelöst, daß die Kupplungskugeln in der als Käfig dienenden Mantelfläche eines topfförmigen Gehäuses des Arbeitsgliedes angeordnet sind, daß in dem Antriebsglied eine die Form des Mantels eines gleichseitigen Polygons aufweisende Aussparung vorgesehen ist, daß eine jede Kupplungskugel in der Kuppelstellung in den Scheitelbereich zweier, eine Eckkante des Mantels bildenden Flächen eingreift und daß die der Anzahl der Eckkanten entsprechenden Kupplungskugeln sich gegen ein Stützglied im topfförmigen Gehäuse abstützen.
In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens besteht das Antriebsglied aus einem Kopfteil und einem sich daran anschließenden, die Aussparung enthaltenden hohlzylinderförmigen Teil, der auf der einen Seite von einem Bodenteil begrenzt ist.
Zweckmäßig stützt sich das als Kugel ausgebildete Stützglied gegen den Bodenteil ab.
Weitere Merkmale der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung gemäß der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen sowie der nachstehenden Beschreibung hervor.
Ein Ausführungsbeispiel der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung ist in der Zeichnung noch etwas näher veranschaulicht. In dieser zeigen in rein schematischer Weise: Fig. 1 einen senkrechten Axialschnitt durch die Drehmoment-Begrenzungseinri chtung gemäß der Erfindung in der Kuppelstellung, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1.
Die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung besteht im wesentlichen aus einem Antriebsglied 1 und einem Arbeitsglied 2, welche über eine einstellbare Drehmoment-Begrenzungskupplung mit Kupplungskugeln 3 miteinander verbindbar sind.
Die Kupplungskugeln 3 sind in Aussparungen 14 in der als Käfig dienenden Mantelfläche 5 eines topfförmigen Gehäuses 6 des Arbeitsgliedes 2 angeordnet.
In dem Antriebsglied 1 ist eine die Form des Mantels eines gleichseitigen Polygons aufweisende Aussparung 7 vorgesehen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist als Polygon ein Sechseck gewählt. Die Erfindung ist aber auf diese besondere Verwirklichungsform keineswegs beschränkt. Wesentlich ist nur, daß dieses Polygon gleichseitig ist.
Wie namentlich aus Fig. 2 der Zeichnung hervorgeht, greift eine jede Kupplungskugel 3 in der Kuppelstellung in den Scheitelbereich zweier, eine Eckkante des Mantels bildenden Flächen ein. Die Anzahl der Eckkanten, im vorliegenden Falle also sechs, entspricht der Anzahl der Kupplungskugeln 3, welche sich gegen ein Stützglied 8 im topfförmigen Gehäuse 6 des Arbeitsgliedes 2 abstützen.
Das Antriebsglied 1 besteht dabei aus einem Kopfteil 9 und einem sich daran anschließenden, die Aussparung 7 enthaltenden hohlzylinderförmigen Teil, der auf der einen Seite von einem Bodenteil 10 begrenzt ist.
Das als Kugel ausgebildete Stützglied 8 stützt sich dabei gegen den Bodenteil 10 ab.
Wie die Zeichnung deutlich macht, greift das topfförmige Gehäuse 6 des Arbeitsgliedes 2 in den hohlzylinderförmigen Teil des Antriebsgliedes 1 ein. An der Außenfläche des hohlzylinderförmigen Teiles des Antriebsgliedes 1 ist ein Gewinde 11 angeordnet, welches in ein Innengewinde 12 eines topfförmigen Außengehäuses 13 eingreift.
In der als Käfig dienenden Mantelfläche 5 sind Aussparungen 14 (Fig. 1) in Form von Querbohrungen vorgesehen, welche über den Umfang der Mantelfläche 5 gleichmäßig verteilt sind und zur Aufnahme der Kupplungskugeln 3 dienen.
Auf der dem Stützglied 8 abgewandten Seite des topfförmigen Gehäuses 6 des Arbeitsgliedes 2 ist eine Platte 15 vorgesehen, die als Widerlager für das eine Ende einer Einstellfeder 16 der Drehmoment-Begrenzung dient. Das andere Ende dieser Einstellfeder 16 stützt sich gegen den Bodenteil 13a des topfförmigen Außengehäuses 13 ab.
Das Arbeitsglied 2 weist einen an die Platte 15 sich anschließenden zapfenförmigen Teil 17 auf, an dessen einem Ende ein Vierkant 18 zur Aufnahme einer nicht weiter dargestellten Stecknuß vorgesehen ist. Diese Stecknuß wird auf die zu befestigende Schraube oder Mutter u. dgl. aufgesteckt.
Die Stecknuß ist dabei mit dem Vierkant 18 über ein Gesperre, insbesondere Kugelgesperre lösbar verbindbar. Die Kugel dieses Gesperres ist in der Zeichnung mit der Bezugsziffer 19 angedeutet.
Zur Verhinderung einer unbeabsichtigten Verstellung des Drehmomentes ist in dem Bodenteil 10 ein Bremsring 20 vorgesehen, welcher sich gegen die Innenfläche des topfförmigen Außengehäuses 13 anlegt.
Im Kopfteil 9 des Antriebsgliedes 1 ist ein Innenvierkant 21 zur Aufnahme eines in der Zeichnung nicht weiter dargestellten Anzugshebels vorgesehen. Zur Sicherung dient zweckmäßig ein Gesperre, insbesondere Kugelgesperre.
Mit der Bezugsziffer 22 ist ein Sicherungsring, z.B.
Sprengring bezeichnet, der ein unbeabsichtigtes Lösen des topfförmigen Außengehäuses 13 von dem Antriebsteil 1 verhindert.
Die Arbeitsweise der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung ist die folgende: In der Kuppelstellung nehmen die einzelnen Teile die in der Zeichnung dargestellte Lage ein.
Zur Einstellung des gewünschten Drehmomentes wird das Antriebsglied 1 relativ zu dem topfförmigen Außengehäuse 13 verdreht, wobei letzteres festgehalten wird. Dies geschieht beispielsweise über den Boden 13b, der z.B. mittels eines Schraubenschlüssels u. dgl. arretiert wird. Durch die Relativbewegung des Antriebsgliedes 1 wird die Kraft der Einstellfeder 16 entsprechend dem gewünschten Drehmoment verändert. Zweckmäßig sind zur genauen Einstellung der Kraft der Einstellfeder 16 Markierungen am Umfang des Kopfteiles 9 des Antriebsgliedes 1 sowie am Umfang des topfförmigen Außengehäuses 13 vorgesehen.
Nach dem Aufsetzen der Stecknuß auf den Vierkant 18 und Ansetzen der Handhabe, z. B. des Anzugshebels, an das Antriebsglied 1 wird durch entsprechende Drehung des Anzugshebels die Schraubenmutter u. dgl. solange auf den zugeordneten Schraubenbolzen u. dgl. aufgeschraubt, bis das maximal eingestellte Drehmoment erreicht ist. Das topfförmige Außengehäuse 13 macht dabei als Folge des Bremsringes 20 die Drehbewegung des Antriebsgliedes 1 mit.
Die Drehbewegung wird dabei von dem Anzugshebel über das Antriebsglied 1 sowie die Drehmoment-Begrenzungskupplung auf das Arbeitsglied 2 und damit über die Stecknuß auf die Schraubenmutter u. dgl. übertragen. Bei weiterer Drehbewegung rollen die Kupplungskugeln 3 über die kleineren Flächenmaße der Aussparung 7 und auf der Mant-elfläche des Stützgliedes 8 ab, pressen das Arbeitsglied 2 axial gegen die Federkraft der Federn 16, bis die Kupplungskugeln 3 die kleinsten Flächenmaße der Aussparung 7 radial überschritten haben und gleiten in den nächstfolgenden Scheitelbereich der beiden eine Eckkante bildenden Flächen des Mantels der Aus- :;parung 7 ein. Das elngeslellteDrehmoment wird stets an der engsten Stelle der gegenüberliegenden Flächen der Aussparung 7 erreicht.
Wegen der Rollbewegung der Kupplungskugeln 3 auf den vorerwähnten Flächen treten nur geringe Reibungskräfte auf, was sich auf den Verschleiß außerordentlich günstig auswirkt.
Hierdurch werden auch die Artungszeiten, insbesondere aber die Lebensdauer des Gerätes ganz erheblich erhöht.
Es ist klar, daß die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung auch im Zusammenhang mit Schlitzklingen zum Einschrauben von Schrauben u. dgl. eingesetzt werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 01.. Drehmoment-Begrenzungseinrichtung, mit einem Antriebsglied und einem Arbeitsglied, welche über eine einstellbare Drehmoment-Begrenzungskupplung mit Kupplungskugeln miteinander verbindbar sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Kupplungskugeln (3) in der als Käfig dienenden Mantelfläche (5) eines topfförmigen Gehäuses (6) des Arbeitsgliedes (2) angeordnet sind, daß in dem Antriebsglied (1 ) eine die Form des Mantels eines gleichseitigen Polygons aufweisende Aussparung (7) vorgesehen ist, daß eine jede Kupplungskugel (3) in der Kuppelstellung in den Scheitelbereich zweier, eine Eckkante des Mantels bildenden Fläche eingreift und daß die der Anzahl der Eckkanten entsprechenden Kupplungskugeln (3) sich gegen ein Stützglied (8) im topfförmigen Gehäuse (6) abstützen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Antriebsglied (1) aus einem Kopfteil (9) und einem sich daran anschließenden, die Aussparung (7) enthaltenden hohlzylinderförmigen Teil besteht, der auf der einen Seite von einem Bodenteil (10) begrenzt ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das als Kugel ausgebildete Stützglied (8) sich gegen den Bodenteil (10) abstützt.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 - 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das topfförmige Gehäuse (6) des Arbeitsgliedes (2) in den hohlzylinderförmigen Teil des Antriebsgliedes (1) eingreift.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 - 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß an der Außenfläche des hohlzylinderförmigen Teiles des Antriebsgliedes (1) ein Gewinde (11) vorgesehen ist, welches in ein Innengewinde (12) eines topfförmigen Außengehäuses (13) eingreift.
6. Einrichtung nach Anspruch 1 - 5 , d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß in der Mantelfläche (5) Aussparungen (14) zur Aufnahme der Kupplungskugeln (3) angeordnet sind.
7. Einrichtung nach Anspruch 1 - 6 , d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß auf der dem Stützglied (8) abgewandten Seite des topfförmigen Gehäuses (6) des Arbeitsgliedes (2) eine als Widerlager für das eine Ende einer Einstellfeder (16) der Drehmoment-Begrenzungskupplung dienende Platte (15) angeordnet ist und daß sich das andere Ende dieser Einstellfeder (16) gegen den Bodenteil (13a) des topfförmigen Außengehäuses (13) abstützt.
8. Einrichtung nach Anspruch 1 - 7, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Arbeitsglied (2) einen an die Platte (15) sich anschließenden zapfenförmigen Teil (17) aufweist, an dessen einem Ende ein Vierkant (18) zur Aufnahme einer Stecknuß vorgesehen ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 1 - 8, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Stecknuß mit dem Vierkant (18) über ein Gesperre, insbesondere Kugelgesperre 19 verbindbar ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 1 - 9, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß zur Verhinderung eines unbeabsichtigten Verstellens des Drehmomentes in einer Ringnut im Bodenteil (10) des Antriebsgliedes (1) ein Bremsring (20) angeordnet ist, welcher sich gegen die Innenfläche des topfförmigen Außengehäuses (13) anlegt.
11. Einrichtung nach Anspruch 1 - 10, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß im Kopfteil (9) des Antriebsgliedes (1) ein Innenvierkant (21) zur Aufnahme eines Anzugshebels u. dgl. vorgesehen ist.