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Zwei-Richtungs-Drehmomentschlüssel Die Erfindung betrifft einen Drehmomentschlüssel,
insbesondern einen Drehmonentschlüssel mit einstellbaren Auslösemoment, der sich
zum Anlegen von Drehmomenten in beiden Drehrichtungen eignet.
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Ein wesentliches Erfordernis bei allen Drehmomentschlüssein ist ihre
Genauigkeit. B.i Drehmomentschlüsseln mit Auslösungsmechanismus ist es wichtig,
dass die Aualösung genau bei einem gewünschten Drehmoment stattfindet.
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Trotz hoher Sorgfalt bei der Fertigung solcher Schlüssel ist die erforderliche
Genauigkeit aufgrund der Fertigungsteleranzen nicht immer gewährleistet. Selbst
wenn
der Schlüssel im fabrikneuen Zustand genau arbeitet, entstehen
oft nach häufigeres Gebrauch unerwünschte Üngenauigkeiten. Daher ist es vorteilhaft,
an dem Schlüssel eine Einrichtung zum Eichen bzw. Justieren des Auslösemechanismus
anzubringen, um Ungenauigkeiten, gleichgültig worauf sie beruhen, ausgleichen zu
können.
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Zwar sind Zwei-Richtungs-Drehmomentschlüssel bereits bekannt und auch
solche mit Vorrichtungen zum Eichen bzw. Justieren dieser Schlüssel, jedoch haben
sich diese in der Praxis insgesamt als nicht zufriedenstellend erwiesen. Ein Zwei-Richtungs-Drehmomentschlüssel
ist beispielsweise durch die vorveröffentlichte US-Patentschrift 3 165 014 bekannt
geworden.
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Die dort beschriebene Eich-Vorrichtung hat Jedoch den Nachteil, dass
mit Ausnahme einer einzigen Einstellung der Auslösemechanismus ein gewisses Spiel
aufweist, das die Genauigkeit des Schlüssels wieder vermindert, Der Erfindung liegt
als wichtigste Aufgabe zugrunde, einen neuen Drehmomentschlüssel zu schaffen, der
zur Einhaltung hoher Genauigkeit schnell und in einfacher Weise gewicht bzw. justiert
werden kann.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Entwicklung einer
neuen Vorrichtung zum Eichen bzw.
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Justieren des Drehmomentschlüssels.
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Zur Lösung dieser Aufgaben wird vorgeschlagen, bei einem Drehmomentschlüssel
der in Betracht kemmenden Art, bestehend aus einem hohlen Schaft, einem schwenkbar
an
Schaft befestigten Arbeitskopf mit einem Arm, der mit seines
freien Ende in den Schaft hineinragt, sowie einer kraftschlüssigen Mitnehmer-Einrichtung
zwischen dem beweglichen freien Ende des Arbeitskopfarmes und dem Schaft, welcher
eine auf eine einstellbare Spannung einstellbare Druckfeder enthält, die den mitnehmenden
Teil gegen eine Rast des mitgenommenen Teils andrückt, eine lich- bzw. Justiervorrichtung
vorzusehen, die durch eine das Profil der Mitnehmer-Einrichtung und insbesondere
die axiale Lage des mitnehmenden Teils gegenüber dem mitgenommenen Teil der Mitnchmer-Einrichtung,
während diese in Wirkverbindung stehen, verändernde Einstellvorrichtung gekennzeichnet
ist, Der mitnehmende Teil der Einrichtung besteht verzugsweise aus einem im Schaft
axial verschiebbar angeordneten Kolben und einer an diesem Kolben befestigten drehbaren
Rolle und der mitgenommene Teil aus dem gegabelten Ende des Arbeitskopfarmes, an
dessen beiden Schenkeln je ein Anschlag- oder Raststift angeordnet ist, auf welchen
die Rolle des Mitnehmen aufliegt.
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Die Einstellvorrichtung zum Zwecke des Justierens und bzw. oder Eichens
wird vorteilhafterweise von einer den Abstand der beiden Schenkel sowie der Stifte
verändernden Stellschraube, die zwischen den beiden Schenkeln des Arbeitskopfarmes
angeordnet ist, gbildet.
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In den Figuren 1 bis 6 der Zeichnung ist dor Gegenstand der Erfindung
anhand eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels dargestellt, welches nachstehend
im einzelnen erläutert ist. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt
durch einen erfindungsgemäss ausgebildeten Drehmomentschlüssel, Fig. 2 eine Seitenansicht
des Arbeitskopfes des Drehmomentschlüssels nach Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt
durch den Schaft des Schlüssels entlang der Linie 3-3 in Fig. 1, Fig. 4 einen Querschnitt
durch den Schaft entlang der Linie 4-4 in Fig. 1, Fig. 5 einen Längsschnitt durch
einen Teil des Schaftes des Schlüssels, wobei bestimmte Teile in ihrer Lage nach
dem Auslösen bei Überschreiten eines vorbestimmten Drehmoments in einer Richtung
dargestellt sind, Fig. 6 einen Längsschnitt ähnlich demjenigen in Fig. 5, wobei
das Drehmoment jedoch in der entgegengesetzten Richtung wirkt.
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Der Drehmomentschlüssel gemäss vorliegender Erfindung hat im wesentlichen
einen Aufbau, wie er demjenigen nach der US-Patentschrift 3 140 623 ähnlich ist,
Jedoch mit der Ausnahme, das er sich für das Anlegen von Drehmomenten in beiden
Drehrichtungen eignet und mit einer Justiereinrichtung zwecks Gewährleistung einer
hohen Genauigkeit versehen ist.
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Der in der Zeichnung dargestellte und gemäss der Erfindung ausgebildete
Zwei-Richtungs-Drehmomentschlüssel weist einen rohrförmigen Schaft 1 auf, an dessen
einem
Ende der Arbeitskopf 2 angeordnet ist, in welchem das Werkzeug,
z.B. ein Vierkantbelzen, drehbar gelagert ist. Der Arbeitskopf 2 ist als Ratschenkopf
mit Vierkantwerkzeug 3 und einem Hebel 4 zur Umkehrung der Übertragungsrichtung
der Drehbewegung ausgebildet.
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Der Aufbau des Arbeitskopfes 2 kann als allgemein bekannt gelten.
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Der an dem Arbeitskopf 2 befindliche Arm 3 liegt in dem rohrförmigen
Schaft 1 und ist in diesem mittels des Bolzens 6 schwenkbar gelagert. Ein Paar Lagerkugeln
8 stützen den Arm 3 in der einen, zur Aohsrichtung des Lagerzapfens 6 rechtwinkligen
Ebene gegen die innere Schaftwandung ab. An seinem freien Ende ist der Arm 3 gegabelt,
so dass zwei einander parallele Schenkel 10 gebildet werden, an welchen je ein gehärteter
Stift 11 angebracht ist, die in einem vorbestimmten Abstand 12 voneinander entfernt
liegen.
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In dem rohrförmigen Schaft 1 befindet sich ein in axialer Richtung
verschiebbarer Kolben 13, an welchem eine Rolle 16 um den Zapfen 17 drehbar gelagert
ist, mit welcher sich der Kolben 13 gegen die Stifte 11 am Arm 3 abstützt. Mehrere
Lagerkugeln 18 befinden sich in seitlichen Sackbohrungen im Kolben 13, um sicherzustellen,
dass der Kolben 13 leicht an der Innenwand des Schaftes 1 entlanggleiten kann.
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An dem dem Arbeitskopf 2 entgegengesetzten Ende des Schaftes 1 ist
ein mit einem Innengewinde 20 versehener Handgriff 21 auf das Gewinde 22 des Schaftes
1 aufgeschraubt. Der Handgriff 21 ist seinerseits an
seinem äusseren
Ende mit einem Innengewinde 23 versehen, in welches eine mit einem entsprechenden
Gewinde 25 verw sehene Justierbuohse 24 eingeschraubt ist, auf deren aus dem Handgriff
21 herausragendem Gewindestück eine Gegenverschraubung 28 aufgebracht ist.
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Im Schaft 1 befindet sich in einigem Abstand vom Kolben 15 ein zylindrischer
Körper 30, der mittels eines in eine Längsnut in der Innenwand des Schaftes 1 eingreifenden
Zapfens 31 gegen Verdrehung gegenüber dem Schaft 1 gesichert, dh. in diesem gerade
geführt ist, An sein äusseren Ende 32 ist der Zylinder 30 auf einen geringeren Durchmesser
abgesetzt. Der Teil 32 ragt in eine entsprechend: grosse Bohrung 26 in der Justierbuchse
24 hinein. Auch enthält der Zylinder 30 eine entsprechende koaxiale Bohrung 33,
in die eine mittels einer in sie eingelegten Feder spielfrei gemachte Arretiersohraube
34 eingeschraubt sit, deren Kopf 35 teilweise in einer Ausnehmung 27 in der Justierbuchse
24 streckt, während sein herausragender Teil als flacher Griff 33 ausgebildet ist,
mit dessen Hilfe die Arretierschraube 34 von Hand gedreht werden kann In den in
der Justierbuchse 24 exzentrisch angeordneten Bohrungen sitzen die Arretierstifte
38, die mit ihrem inneren Ende in Vertiefungen in Bund des Zylinders 30 eingreifen.
Bei fest angezogener Arretierschraube 34 werden durch deren Kopf 35 diese Arretierstifte
38 fest in die Vertiefungen im Zylinder 30 gedrückt, wodurch eine Verdrehung der
Justierbuchse 34 und des Zylinders 30 und damit gleichzeitig des Handgriffs 21 gegenüber
dem Schaft 1 verhindert wird, während bei entsprechend gelockerter Arretierschraube
34 die Arretierstifte 38 sich aus den Vertiefungen
im Zylinder
30 lösen lassen, wodurch eine Verdrehung des Handgriffs 21 gegenüber dem Schaft
1 eredgli¢ht wird.
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Die im Schaft zwischen dem Zylinder 30 und damit dem Schaft 1 einerseits
und dem Kolben 15 andererseits befindliche Feder 40 presst den Kolben 15 mit einer
vorbestim-ten Andruckkraft gegen das Ende des Arms 5.
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Die Arbeitsweise des Werkzeugs ist wie folgt: Wenn auf den Arbeitskopf
2 ein Drehmoment einwirkt, um das Arbeitswerkzeug 3 zu verdrehen, neigt der Arm
5 dazu, sich gegenüber dem Schaft 1 zu verschwenken; dies@wird aber zunächst durch
die Mitnehmer-Einrichtung vereint dert, die einerseits aus den Schenkeln 10 und
den Stiften 11 am Arm 5 und andererseits aus dem Kolben 15 und der Rolle 16 besteht,
die gegeneinander gesperrt sind. Somit dreht dich der Arm 5 ebenso wie der Schaft
1. Bei auftretendemsstärkerem Drehmoment entsteht durch den Druck des einen Stiftes
11 gegen die Rolle 16 eine Kraftkomponente in axialer Richtung, die versucht, den
mitnehmenden Teil, die Rolle 16, vom Arm 5 weg gegen die Feder 40 zu bewegen.
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Bei weiterer Vergrösserung des anliegenden Drehmoments nimmt diese
nach rückwärts gerichtete Kraftkomponente zu, bis sie grösser wird als die Andruckkraft
der Feder 40 und der Kolben 15 sich so weit nach rückwärts bewegt, dass der Arm
15 ausgelöst wird und sich gegen über dem Schaft 1 verschwenkt. Die Grösse des zum
Auslösen des Arms 5 erforderlichen Drehmoments@kann durch Veränderung der Federkraft,
d.h. durch Versehieben des
Zylinders 30, was durch Verdrehen des
Handgriffs 21 bewirkt wird, eingestellt werden, Die Verwendung eines an seinem Ende
gegabelten Arms 5, an dessen Schenkeln 10 ein Paar von Stiften 11 angebracht ist,
ermöglicht den Einsatz -des Drehmomentschlussels bei Drehmomenten in beiden Drehrichtungen.
Der Arm 5 wird unabhängig von der Drehrichtung beim Anlegen eines vorbestimmten
Drehmoments ausgelöst; dies ist ersichtlich bei einem Vergleich von Fig. 5 und 6.
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Eine der Grössen, die für das auslösende Drehmoment bestimmend sind,
ist die durch den Abstand der Schenkel 10 des gegabelten Arms 5 vorgegebene Gestalt
des mitgenommenen Teils der Einrichtung Zur Veränderung der Gestalt dieses Teils
ist eine Einstellschraube 45 vorgesehen, deren Kopf durch eine mittels einer Schraubkappe
46 versohliessbare Öffnung im Schaft 1 zugängig ist. Ein Anziehen bzw. Lockern dieser
Einstellsohraube 45 vergrössert bzw. verkleinert den Abstand zwischen den Schenkeln
10 des gegabelten Endes des Arms 5. Werden die Schenkel 10 weiter gespreizt, so
vergrössert sioh der Abstand 12 der Stifte 11 und die Rolle 16 dringt tiefer in
den freien Raum zwischen den Stiften 11 ein, wodurch bei unveränderter Federkraft
das den Arm 5 auslösende Drehmoment vergrössert wird. Wird die Einstellsohraube
45 angezogene so kann die Rolle 16 weniger tief in den freien Raum zwischen den
Stiften 11 eindringen und ein geringeres Drehmoment kann den Arm 5 auslösen.
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Die Einstellschraube 45 ist zur Eichung des Drehmomentschlüssels zum
Ausgleichen von Fertigungsungenauigkeiten und zum Nachstellen des Schlüssels bestimmt.
Für den normalen Gebrauch wird das zum Auslösen des Arms 5 erforderliche Drehmoment
durch die Lage des Zylinders 30 eingestellt. Entsprechende Markierungen sind zu
diesem Zweck auf dem Schaft 1 vorhanden. Zusätzlich kann zum Zwecke des Eichens
die Justierbuchse 24 zur Vergrösserung oder Verminderung der Federkraft herangezogen
werden.