DE102013218318B3 - Device for limiting a torque that can be transmitted by a screwing tool - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Begrenzung eines von einem Schraubwerkzeug übertragbaren Drehmoments vorgeschlagen, mit einer Schaltanordnung (21) und einer das Drehmoment mittels der Schaltanordnung (21) auf einen Werkzeugschaft (12) übertragenden Kupplung (22), wobei die Kupplung (22) eine drehfest mit der Schaltanordnung (21) verbundene erste Zahnanordnung (23) umfasst, die in einer Spannrichtung (V) der Schaltanordnung (21) mittels einer Spannfeder (24) mit einer Spannkraft beaufschlagbar ist und mit einer drehfest mit dem Werkzeugschaft (12) verbundenen zweiten Zahnanordnung (25) in drehmomentschlüssigem Eingriff steht, wobei die erste Zahnanordnung (23) bei Überschreiten eines Grenzdrehmoments gegen die Spannkraft der Spannfeder (24) aus dem Eingriff gedrückt wird. Die Spannrichtung (V) der Schaltanordnung (21) und eine Schaftachse (S) des Werkzeugschaftes (12) in einem Winkel α zueinander abgewinkelt angeordnet sind. Außerdem wird ein Schraubwerkzeug mit einer Vorrichtung zur Begrenzung eines von dem Schraubwerkzeug (10) übertragbaren Drehmoments bereitgestellt.A device is proposed for limiting a torque that can be transmitted by a screwdriving tool, with a switching arrangement (21) and a coupling (22) which transmits the torque to a tool shank (12) by means of the switching arrangement (21), the coupling (22) being non-rotatable comprises first tooth arrangement (23) connected to the switching arrangement (21), which can be acted upon by a tensioning force in a tensioning direction (V) of the switching arrangement (21) by means of a tensioning spring (24) and with a second tooth arrangement connected non-rotatably to the tool shank (12) (25) is in torque-locking engagement, the first tooth arrangement (23) being pushed out of engagement against the tensioning force of the tensioning spring (24) when a limit torque is exceeded. The clamping direction (V) of the switching arrangement (21) and a shaft axis (S) of the tool shaft (12) are arranged angled at an angle α to one another. In addition, a screwing tool with a device for limiting a torque which can be transmitted by the screwing tool (10) is provided.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Begrenzung eines von einem Schraubwerkzeug übertragbaren Drehmoments gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein entsprechendes Schraubwerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.The invention relates to a device for limiting a transmissible torque of a screwing tool according to the preamble of patent claim 1 and a corresponding screwing tool according to the preamble of patent claim 10.

Allgemein sind Schraubwerkzeuge bekannt, die eine Drehmomentbegrenzungsvorrichtung für ein während eines Schraubvorgangs von einem manuell betätigbaren Handgriff (Antriebskörper) auf einen Werkzeugschaft zu übertragendes Drehmoment umfassen, wobei der Werkzeugschaft mit einem Arbeitsende mit einer zu drehenden Schraube oder dergleichen in Eingriff kommt. Das hierbei von dem Antriebskörper auf den Werkzeugschaft übertragene Drehmoment kann durch Schalten einer Kupplung begrenzt werden, die bei einem Überschreiten eines vordefinierten Grenzdrehmoments den Antrieb auskoppelt. Es wird somit einerseits ein zuverlässiger Halt der Schraube bzw. der damit hergestellten Schraubverbindung gewährleistet und andererseits eine Überbeanspruchung und Beschädigung des die Schraube aufnehmenden Gewindes verhindert.Generally screwing tools are known which comprise a torque limiting device for a during a screwing operation of a manually operable handle (drive body) to be transmitted to a tool shaft torque, wherein the tool shank with a working end with a screw to be rotated or the like engages. The torque transmitted from the drive body to the tool shank in this case can be limited by switching a clutch which decouples the drive when a predefined limit torque is exceeded. It is thus on the one hand ensures a reliable hold of the screw or the screw thus produced and on the other hand prevents overuse and damage of the screw receiving thread.

Aus der DE 195 07 558 A1 ist eine Ausführungsform eines Schraubwerkzeugs mit einer Drehmomentbegrenzung bekannt, bei dem ebenfalls zwischen einem manuell von einem Benutzer betätigbaren Griff (Antriebskörper) und einem Schaft (Abtriebsteil) einer Schraubendreherklinge eine Kupplung vorgesehen ist. Diese Kupplung weist Kupplungskugeln auf, die federbelastet in Rastvertiefungen eines mit dem Abtriebsteil drehfest verbundenen Mitnehmertellers eingreifen. Wenn das über die Kupplung von dem Antriebsteil auf das Abtriebsteil übertragene Drehmoment ein Grenzdrehmoment überschreitet, werden die Kupplungskugeln gegen die Federbelastung aus den Rastvertiefungen gedrückt, so dass die Kupplung außer Eingriff kommt und das Abtriebsteil nicht mehr angetrieben wird.From the DE 195 07 558 A1 An embodiment of a screwing tool with a torque limiter is known in which a clutch is also provided between a manually operable by a user handle (drive body) and a shaft (driven part) of a screwdriver blade. This clutch has coupling balls, the spring-loaded engage in locking recesses of a rotatably connected to the driven part driver plate. When the torque transmitted through the clutch from the drive member to the output member exceeds a limit torque, the clutch balls are urged against the spring load from the detent recesses so that the clutch disengages and the output member is no longer driven.

Es sind außerdem weitere Ausführungsformen mit längserstreckten Schraubwerkzeugen bekannt, mit einem Handgriff und einer Kupplung zur Übertragung eines Drehmoments von dem Handgriff auf einen koaxial hierzu angeordneten Werkzeugschaft, die bei Überschreiten des Grenzdrehmoments die Drehmomentübertragung unterbricht. Die Kupplung weist hierzu eine Antriebsscheibe und eine axial mit dieser in drehmomentschlüssigem Eingriff stehende Abtriebsscheibe auf, wobei der Eingriff mittels einer jeweiligen stirnseitigen Verzahnung der Scheiben bereitgestellt wird. Eine erforderliche Anpressung der Antriebs- und Abtriebsscheibe wird in der Regel mittels einer Spiralfeder gewährleistet.There are also other embodiments with elongated Schraubwerkzeugen known with a handle and a coupling for transmitting torque from the handle on a coaxially arranged tool shank, which interrupts the torque transmission when the limit torque is exceeded. For this purpose, the clutch has a drive pulley and an output pulley axially connected thereto in torque-engaging engagement, the engagement being provided by means of a respective frontal toothing of the pulleys. A required contact pressure of the drive and driven pulley is usually ensured by means of a coil spring.

Der als Antriebskörper wirkende Handgriff derartiger Schraubwerkzeuge ist in der Regel länglich erstreckt in Verlängerung des Werkzeugschafts ausgebildet, so dass das Schraubwerkzeug eine große axiale Baulänge aufweist. Diese macht die Schraubwerkzeuge jedoch für viele Einsatzzwecke unhandlich oder aufgrund beengter Raumverhältnisse schlichtweg nicht einsetzbar und erfordert darüber hinaus eine hohe Kraftaufwendung des Nutzers zur Erzeugung des gewünschten Drehmoments.The acting as a drive body handle such screwing is usually elongated extends in extension of the tool shaft, so that the screwing tool has a large axial length. However, this makes the screwing tools for many purposes unwieldy or simply not usable due to limited space and also requires a high expenditure of force of the user to generate the desired torque.

Als weiterer Stand der Technik werden die DE 10 2008 055 581 A1 und die DE 10 2004 016 521 A1 genannt.As a further prior art, the DE 10 2008 055 581 A1 and the DE 10 2004 016 521 A1 called.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Drehmomentbegrenzung für ein Schraubwerkzeug vorzusehen, das einerseits eine möglichst kompakte Bauform aufweist und andererseits dem Nutzer eine möglichst komfortable Nutzung bei geringerem Kraftaufwand zur Verfügung stellt, die zugleich eine höhere Genauigkeit bei der Einstellung des gewünschten Drehmoments ermöglicht.The object of the invention is therefore to provide a device for torque limiting for a screwing, on the one hand has a compact design and on the other hand provides the user the most comfortable use with less effort available, which also allows greater accuracy in setting the desired torque ,

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Begrenzung eines von einem Schraubwerkzeug übertragenen Drehmoments mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, sowie durch ein entsprechend ausgestaltetes Schraubwerkzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den jeweils abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.This object is achieved by a device for limiting a torque transmitted by a screwing tool having the features of patent claim 1, as well as by a correspondingly configured screwing tool having the features of patent claim 10. Advantageous embodiments and further developments can be taken from the respective dependent claims.

Demnach wird eine Vorrichtung zur Begrenzung eines von einem Schraubwerkzeug übertragbaren Drehmoments (im Folgenden auch „Drehmomentbegrenzungsvorrichtung”) vorgeschlagen, mit einer Schaltanordnung und einer das Drehmoment mittels der Schaltanordnung auf einen Werkzeugschaft übertragenden Kupplung, wobei die Kupplung eine drehfest mit der Schaltanordnung verbundene erste Zahnanordnung umfasst, die in einer Spannrichtung der Schaltanordnung mittels einer Spannfeder mit einer Spannkraft beaufschlagbar ist und mit einer drehfest mit dem Werkzeugschaft verbundenen zweiten Zahnanordnung in drehmomentschlüssigem Eingriff steht, wobei die erste Zahnanordnung bei Überschreiten eines Grenzdrehmoments gegen die Spannkraft der Spannfeder aus dem Eingriff gedrückt wird.Accordingly, a device for limiting a torque that can be transmitted by a screwing tool (hereinafter also referred to as "torque limiting device") is proposed, comprising a switching arrangement and a coupling which transmits the torque to a tool shank by means of the switching arrangement, wherein the coupling comprises a first tooth arrangement connected in a rotationally fixed manner to the switching arrangement which is acted upon in a clamping direction of the switching arrangement by means of a tensioning spring with a clamping force and with a rotatably connected to the tool shank second tooth arrangement is in torque-locking engagement, wherein the first tooth arrangement is pressed at a limit torque is exceeded against the clamping force of the tension spring out of engagement.

Zusätzlich sind die Spannrichtung der Schaltanordnung und eine Schaftachse des Werkzeugschaftes in einem Winkel α zueinander abgewinkelt angeordnet.In addition, the clamping direction of the switching arrangement and a shaft axis of the tool shank are arranged at an angle α angled to each other.

Die beschriebene Drehmomentbegrenzungsvorrichtung eignet sich also zur Verwendung in einem Schraubwerkzeug und weist eine Kupplung auf, die den Werkzeugschaft und die Schaltanordnung über die miteinander in Eingriff stehende erste und zweite Zahnanordnung drehmomentübertragend verbindet. Mit anderen Worten kann also bei einer Nutzung des Schraubenwerkzeugs ein Drehmoment mit Hilfe der Schaltanordnung auf den Werkzeugschaft übertragen werden.The described torque limiting device is therefore suitable for use in a screwing tool and has a coupling which over the tool shank and the switching arrangement the interconnected first and second tooth arrangement connects to transmit torque. In other words, when using the screwing tool, a torque can be transmitted to the tool shank with the aid of the switching arrangement.

Vorzugsweise kann der Werkzeugschaft eine mit diesem einstückig ausgebildete Werkzeugklinge oder eine Aufnahmevorrichtung zur wechselbaren Aufnahme von separaten Werkzeugbits aufweisen.Preferably, the tool shank having a tool blade integrally formed therewith or a receiving device for the removable recording of separate tool bits.

Die Schaltanordnung ist derart ausgestaltet, dass diese in der Spannrichtung eine Spannkraft auf die erste Zahnanordnung ausüben kann und diese somit in Eingriff mit der zweiten Zahnanordnung hält, solange das Grenzdrehmoment noch nicht erreicht ist. Liegt ein das Grenzdrehmoment übersteigendes Drehmoment an, so wird die erste Zahnanordnung entgegen der Spannkraft der Schaltanordnung aus dem Eingriff mit der zweiten Zahnanordnung gehoben, da die erste Zahnanordnung nur in Spannrichtung der Schaltanordnung ausweichen kann.The switching arrangement is designed such that it can exert a clamping force on the first tooth arrangement in the clamping direction and thus holds it in engagement with the second tooth arrangement, as long as the limit torque has not yet been reached. If there is a torque exceeding the limit torque, the first tooth arrangement is lifted out of engagement with the second tooth arrangement against the clamping force of the switching arrangement, since the first tooth arrangement can only escape in the clamping direction of the switching arrangement.

In diesem Fall ist das vom Werkzeugschaft übertragene Drehmoment kleiner als das vom Werkstück, beispielsweise einer Schraube oder dergleichen, entgegengehaltene Drehmoment. Dadurch kann sich der Werkzeugschaft gegenüber dem Werkstück drehen, ohne das Drehmoment zu steigern.In this case, the torque transmitted by the tool shank is smaller than the torque counteracted by the workpiece, for example a screw or the like. This allows the tool shank to rotate relative to the workpiece without increasing the torque.

Die Spannkraft der Spannfeder kann die erste Zahnanordnung entweder nur dann beaufschlagen, wenn diese aus dem Eingriff mit der zweiten Zahnanordnung und somit gegen die angrenzende Spannfeder gedrückt wird. Ebenso ist es aber auch möglich, die Spannanordnung derart auszubilden, dass die Spannfeder auch während des bestehenden Eingriffs der ersten Zahnanordnung, also in einem nicht ausgelenkten Zustand der ersten Zahnanordnung, eine Spannkraft auf diese ausübt und somit die erste Zahnanordnung unter eine ständige Vorspannung setzt.The clamping force of the tension spring can either act on the first tooth arrangement only when it is pressed out of engagement with the second tooth arrangement and thus against the adjacent tension spring. However, it is also possible to design the clamping arrangement in such a way that the tension spring also exerts a clamping force on it during the existing engagement of the first tooth arrangement, ie in a non-deflected state of the first tooth arrangement, and thus sets the first tooth arrangement under constant prestressing.

Die Vorrichtung weist die Besonderheit auf, dass die Schaftachse und die Spannrichtung abgewinkelt zueinander angeordnet sind. Der Winkel α ist als Winkel zwischen der Verlängerung des Werkzeugschaftes und der Spannvorrichtung zu verstehen und ist in 1 bildlich dargestellt. Auf diese Weise kann eine besonders kompakte Bauform für eine derartige Vorrichtung, aber auch für ein hiermit ausgestattetes Schraubwerkzeug bereitgestellt werden.The device has the special feature that the shaft axis and the clamping direction are arranged angled to each other. The angle α is to be understood as an angle between the extension of the tool shank and the clamping device and is in 1 pictured. In this way, a particularly compact design for such a device, but also for a herewith equipped screwing be provided.

Beispielsweise kann der Winkel α aus einem Bereich zwischen 0° < α ≤ 90°, insbesondere zwischen 10° ≤ α ≤ 80°, besonders bevorzugt zwischen 30° ≤ α ≤ 60°, ausgewählt sein. Wird der Winkel α aus den genannten Bereichen gewählt, so ergibt sich eine besonders vorteilhafte Abwinklung der Drehmomentbegrenzungsvorrichtung, die eine besonders kompakte Bauform eines entsprechenden Schraubwerkzeugs ermöglicht.For example, the angle α can be selected from a range between 0 ° <α ≦ 90 °, in particular between 10 ° ≦ α ≦ 80 °, particularly preferably between 30 ° ≦ α ≦ 60 °. If the angle α selected from the above areas, so there is a particularly advantageous bending of the torque limiting device, which allows a particularly compact design of a corresponding screwing.

Die Abwinklung ermöglicht auch eine besonders vorteilhafte Drehmomenterzeugung für den Nutzer aufgrund der erzielbaren Hebelwirkungen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die radial verlaufende Oberkante eines Zahns der ersten Zahnanordnung in einem Winkel Y zur Spannrichtung V angeordnet ist, während die radial verlaufende Oberkante eines Zahns der zweiten Zahnanordnung in einem Winkel X zur Schaftachse S angeordnet ist, wobei insbesondere gilt: X + Y = 180° – α. Sofern der Winkel X gleich dem Winkel Y ist, erfolgt eine Kraftübertragung im Verhältnis 1:1. Ist der Winkel X kleiner als der Winkel Y, wird die Kraft um die Spannrichtung in eine größere Kraft um die Schaftachse S umgesetzt. Ist der Winkel X größer als der Winkel Y, wird die Kraft um die Spannrichtung in eine kleinere Kraft um die Schaftachse S umgesetzt. Durch entsprechende Wahl des Verhältnisses der Winkel X und Y kann somit eine gewünschte Kraftübertragung erreicht werden.The bend also allows a particularly advantageous torque generation for the user due to the achievable leverage. In a preferred embodiment of the invention it is provided that the radially extending upper edge of a tooth of the first tooth arrangement is arranged at an angle Y to the clamping direction V, while the radially extending upper edge of a tooth of the second tooth arrangement is arranged at an angle X to the shaft axis S, in particular: X + Y = 180 ° - α. If the angle X is equal to the angle Y, there is a power transmission in the ratio 1: 1. If the angle X is smaller than the angle Y, the force is converted by the clamping direction in a larger force about the shaft axis S. If the angle X is greater than the angle Y, the force is converted by the clamping direction in a smaller force about the shaft axis S. By appropriate choice of the ratio of the angle X and Y thus a desired power transmission can be achieved.

Vorzugsweise liegt das Verhältnis X:Y im Bereich von 1:5 bis 5:1, insbesondere im Bereich von 1:3 bis 3:1, und beträgt beispielsweise etwa 2:1.Preferably, the ratio X: Y is in the range of 1: 5 to 5: 1, in particular in the range of 1: 3 to 3: 1, and is for example about 2: 1.

Vorzugsweise umfasst die zweite Zahnanordnung ein Nockenrad mit einer Anzahl von Nocken. Die Nocken des Nockenrades sind in Umfangsrichtung gleichmäßig über das Nockenrad verteilt, so dass jede Nocke eine zahnförmige Erhebung darstellt, wobei zwischen zwei benachbarten Nocken jeweils eine Senke definiert wird. In jede dieser Senken kann die mindestens eine erste Zahnanordnunng eingreifen, um den drehmomentschlüssigen Eingriff bereitzustellen.Preferably, the second tooth arrangement comprises a cam wheel with a number of cams. The cams of the cam wheel are distributed uniformly in the circumferential direction over the cam wheel, so that each cam is a tooth-shaped elevation, wherein between each two adjacent cams one sink is defined. In each of these wells, the at least one first Zahnanordnunng engage to provide the torque-locking engagement.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Nocken in axialer und/oder radialer Richtung des Nockenrades erstreckt. Dies bedeutet, dass die Nocken entweder auf einer Umfangsfläche des Nockenrades, also analog zu einem Stirnzahnrad mit Nocken auf seiner radial äußeren Mantelfläche, angeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich können die Nocken auf einer Seitenfläche des Nockenrades angeordnet sein, so dass das Nockenrad entsprechend auch als Kegelzahnrad ausgebildet sein kann.According to a further embodiment, the cams are extended in the axial and / or radial direction of the cam wheel. This means that the cams are arranged either on a peripheral surface of the cam wheel, ie analogous to a spur gear with cams on its radially outer circumferential surface. Alternatively or additionally, the cams can be arranged on a side surface of the cam wheel, so that the cam wheel can be designed accordingly as a bevel gear.

Vorzugsweise umfasst die erste Zahnanordnung mindestens einen Schaltnocken, der zum wahlweisen Eingriff in die zweite Zahnanordnung ausgebildet ist. Demnach kann die erste Zahnanordnung einen einzigen oder mehrere Nocken umfassen, die mit Hilfe der Schaltanordnung in Eingriff mit dem Nockenrad bringbar sind. Sobald das anliegende Drehmoment größer als die Spannkraft der Schaltanordnung ist, schaltet das Nockenrad in die nächste Lücke indem der Schaltnocken aus einer ersten Lücke in die nächste Lücke springt.Preferably, the first tooth arrangement comprises at least one switching cam, which is designed for selective engagement in the second tooth arrangement. Accordingly, the first tooth arrangement may comprise a single or a plurality of cams, which are engageable by means of the switching arrangement in engagement with the cam wheel. As soon as the applied torque is greater than the clamping force of the switching arrangement, the cam wheel switches to the next one Gap by the switching cam jumps from a first gap in the next gap.

Um einen möglichst optimalen Eingriff in das Nockenrad zu gewährleisten, ist der mindestens eine Schaltnocken komplementär zu der zweiten Zahnradanordnung ausgeführt, beispielsweise spiegelbildlich zu den Nocken des Nockenrades. Dies bedeutet, dass jeder der Nocken des Nockenrades und der Schaltnocken die gleiche Form aufweisen, wobei die Senke zwischen jeweils zwei benachbarten Nocken entsprechend komplementär für eine Aufnahme des Schaltnockens ausgebildet ist.In order to ensure the best possible engagement with the cam wheel, the at least one switching cam is designed to be complementary to the second gear arrangement, for example a mirror image of the cams of the cam wheel. This means that each of the cams of the cam wheel and the switching cams have the same shape, wherein the sink is formed between each two adjacent cams corresponding complementary for receiving the switching cam.

Ist also beispielsweise die zweite Zahnradanordnung als Nockenrad in Form eines Kegelzahnrades ausgeführt, so kann die erste Zahnanordnung mit dem einen oder den mehreren Schaltnocken entsprechend eingreifend ausgebildet sein, insbesondere ebenfalls in Form eines Kegelzahnrades oder zumindest eines Teilsegments davon umfassend eine oder mehrere Zähne. Entsprechend können zugehörige Teilkegelwinkel beider Kegelzahnräder bzw. Teilsegmente derart gewählt und damit die Kupplung derart ausgelegt werden, dass mit einer möglichst geringen Federkraft der Spannfeder ein möglichst hohes Drehmoment erzielbar ist, bevor die beiden Zahnanordnungen außer Eingriff gelangen.Thus, for example, if the second gear arrangement is designed as a cam wheel in the form of a bevel gear, then the first tooth arrangement can be embodied correspondingly engaging with the one or more switching cams, in particular also in the form of a bevel gear or at least a subsegment thereof comprising one or more teeth. Accordingly, associated pitch angle of both bevel gears or sub-segments can be selected and thus the clutch can be designed such that with the lowest possible spring force of the tension spring the highest possible torque is achieved before the two tooth arrangements get out of engagement.

Des Weiteren können die erste und/oder die zweite Zahnanordnung eine symmetrische oder eine asymmetrische Verzahnung umfassen. Dies bedeutet, dass eine Form der Zähne der jeweiligen Zahnanordnung zu beiden, den benachbarten Zähnen zugewandten Seiten, spiegelsymmetrisch ausgestaltet ist. Folglich weisen die Zähne jeweils spiegelsymmetrische Zahnflanken und somit in beiden Drehrichtungen eine symmetrische Flankensteilheit auf, so dass sich in beide Drehrichtungen, Links- und Rechtsdrehung, das gleiche Grenzdrehmoment ergibt, bei dem die Schaltanordnung schaltet und die Nocken durch Auslösen der Kupplung außer Eingriff geraten.Furthermore, the first and / or the second tooth arrangement may comprise a symmetrical or an asymmetrical toothing. This means that a shape of the teeth of the respective tooth arrangement is designed to be mirror-symmetrical with respect to both sides facing the adjacent teeth. Consequently, the teeth each have mirror-symmetrical tooth flanks and thus in both directions of rotation a symmetrical slope, so that in both directions of rotation, left and right rotation, the same limit torque results, in which the switching arrangement switches and the cam disengage by triggering the clutch.

Ist die Verzahnung dagegen asymmetrisch ausgestaltet, so unterscheiden sich die beiden Zahnflanken des jeweiligen Zahnes voneinander. Dies bedeutet, dass die linke Zahnflanke eine größere oder geringere Flankensteilheit aufweist, als die zugehörige rechte Zahnflanke des jeweiligen Zahnes. Dies bewirkt, dass sich ein maximal übertragbares Grenzdrehmoment für die Linksdrehung von dem Grenzdrehmoment für die Rechtsdrehung unterscheidet und die Kupplung entweder früher oder erst später außer Eingriff gebracht wird.On the other hand, if the teeth are designed asymmetrically, the two tooth flanks of the respective tooth differ from one another. This means that the left tooth flank has a greater or lesser slope than the corresponding right flank of the respective tooth. This causes a maximum transmittable limit torque for the left turn to differ from the right turn limit torque and disengage the clutch either sooner or later.

Dank der abgewinkelten Form der Vorrichtung, kann durch geeignete Auslegung der Flankensteilheit die Kupplung der Drehmomentbegrenzungsvorrichtung auf die erforderlichen Drehmomentkräfte ausgelegt werden. Insbesondere kann die jeweilige Flankensteilheit derart gewählt werden, dass mit geringen Federkräften der Spannfeder ein besonders hohes Drehmoment erzielbar ist, bevor die beiden Zahnanordnungen außer Eingriff gebracht werden.Thanks to the angled shape of the device, by suitable design of the slope, the coupling of the torque limiting device can be designed to the required torque forces. In particular, the respective edge steepness can be selected such that with low spring forces of the tension spring a particularly high torque can be achieved before the two tooth arrangements are disengaged.

Generell gilt hierbei: je steiler die Zahnflanke ausgestaltet ist, desto höher ist das erforderliche Grenzdrehmoment, um die Verzahnung außer Eingriff zu bringen. Es kann also auch über die Ausgestaltung der Verzahnung, insbesondere der Flankensteilheit, ein Einfluss auf die Kraftübertragung und das Auslöseverhalten der gesamten Kupplung genommen werden.In general, the steeper the tooth flank is configured, the higher the required limit torque in order to disengage the toothing. It can also be taken on the design of the teeth, in particular the edge steepness, an influence on the power transmission and the tripping behavior of the entire clutch.

Dadurch ist es möglich, für eine Linksdrehung und eine Rechtsdrehung unterschiedliche Grenzdrehmomente vorzusehen. Zum Beispiel kann ein Grenzmoment für das Eindrehen einer Schraube zum Schutz des aufnehmenden Gewindes und der Schraube niedriger definiert werden, als ein Grenzdrehmoment zum Herausdrehen von festsitzenden Schrauben, für die ein möglichst hohes Drehmoment erwünscht ist.This makes it possible to provide different limit torques for a left turn and a right turn. For example, a torque limit for screwing in a screw to protect the female thread and the screw may be defined lower than a limit torque for unscrewing stuck screws for which the highest possible torque is desired.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann eine Spannkraft der Spannfeder der Schaltanordnung mittels einer Einstellanordnung variierbar sein. Beispielsweise kann hierzu eine Stellschraube vorgesehen sein, über die eine Spannung der Spannfeder eingestellt werden kann, indem die Spannfeder um eine einstellbare Wegstrecke komprimiert oder entspannt wird.According to a further embodiment, a clamping force of the tension spring of the switching arrangement can be varied by means of an adjusting arrangement. For example, this may be provided an adjusting screw, via which a voltage of the tension spring can be adjusted by the tension spring is compressed or relaxed by an adjustable distance.

Des Weiteren wird ein Schraubwerkzeug mit einer Vorrichtung zur Begrenzung eines von dem Schraubwerkzeug übertragbaren Drehmoments bereitgestellt, mit einem Handgriff und einem Werkzeugschaft, wobei die Vorrichtung gemäß der Beschreibung ausgebildet ist.Furthermore, a screwing tool is provided with a device for limiting a torque that can be transmitted by the screwing tool, with a handle and a tool shank, wherein the device is designed according to the description.

Vorzugsweise ist hierbei die Schaltanordnung dem Handgriff zugeordnet. Dies bedeutet, dass die Schaltanordnung innerhalb des Handgriffes angeordnet, insbesondere von dem Handgriff umschlossen, ist.Preferably, in this case, the switching arrangement is associated with the handle. This means that the switching arrangement is arranged inside the handle, in particular enclosed by the handle.

Demgemäß ist das Schraubwerkzeug beispielsweise als Schraubendreher mit einem um den Winkel α abgewinkelten Griffabschnitt des Handgriffs ausgestaltet, in welchen die Schaltanordnung integriert ist. Wie bereits ausgeführt, ermöglicht die Abwinklung eine besonders vorteilhafte kompakte Bauform sowie eine durch den Winkel veränderbare Einstellung eines auf das Schraubwerkzeug einleitbaren Drehmoments.Accordingly, the screwing tool is designed, for example, as a screwdriver with a handle portion of the handle which is angled by the angle α, in which the switching arrangement is integrated. As already stated, the angling allows a particularly advantageous compact design as well as a variable by the angle setting a einleitbaren on the screw torque.

Vorzugsweise kann hierzu der Handgriff im Wesentlichen Y- oder T-förmig, insbesondere Pistolen- oder Quergriffförmig, zum Betätigen des Schraubwerkzeugs ausgebildet sein.For this purpose, the handle can preferably be designed in a substantially Y- or T-shaped, in particular pistol or cross-grip shape, for actuating the screwing tool.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen: In the following the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawings. Showing:

1 ein Schraubwerkzeug mit einer Vorrichtung zur Begrenzung eines von dem Schraubwerkzeug übertragbaren Drehmoments gemäß der Beschreibung in geschnittener Seitenansicht, und 1 a screwing tool with a device for limiting a transmissible torque from the screwing tool according to the description in a sectional side view, and

2 eine Kupplung des Schraubwerkzeugs aus 1 in einer Detailansicht A. 2 a clutch of the screwing 1 in a detail view A.

Die 1 zeigt ein Schraubwerkzeug 10 mit einer Vorrichtung 20 zur Begrenzung eines von dem Schraubwerkzeug 10 übertragbaren Drehmoments. Das Schraubwerkzeug 10 ist als manuell betätigbarer Schraubendreher ausgebildet und umfasst einen Handgriff 11 und einen Werkzeugschaft 12. Durch manuelles Drehen des Handgriffs 11 um eine Schaftachse S wird der Werkzeugschaft 12 mit einem Drehmoment beaufschlagt, welches mittels einer Klinge (nicht dargestellt) auf beispielsweise eine Schraube oder dergleichen übertragen wird. Die Klinge ist der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt, kann aber entweder einstückig mit dem Werkzeugschaft 12 ausgebildet sein, oder über eine an dem Werkzeugschaft 12 vorzusehende Aufnahme für auswechselbare Werkzeugbits bereitgestellt werden.The 1 shows a screwing tool 10 with a device 20 for limiting one of the screwing tool 10 transmittable torque. The screwing tool 10 is designed as a manually operable screwdriver and includes a handle 11 and a tool shank 12 , By manually turning the handle 11 about a shaft axis S of the tool shank 12 subjected to a torque which is transmitted by means of a blade (not shown), for example, a screw or the like. The blade is not shown for clarity, but can either be integral with the tool shank 12 be formed, or via one on the tool shank 12 be provided for recording replaceable tool bits.

Die Drehmomentübertragung auf den Werkzeugschaft 12 erfolgt mittels der Vorrichtung 20 zur Begrenzung eines von einem Schraubwerkzeug übertragbaren Drehmoments, kurz: Drehmomentbegrenzungsvorrichtung. Diese umfasst eine Schaltanordnung 21 sowie einer Kupplung 22. Die Kupplung 22 umfasst eine drehfest mit der Schaltanordnung 21 verbundene erste Zahnanordnung 23, die mittels einer Spannfeder 24 in einer Spannrichtung V der Schaltanordnung 21 mit einer Spannkraft beaufschlagbar ist.The torque transmission to the tool shank 12 takes place by means of the device 20 for limiting a transmissible by a screwing torque, in short: torque limiting device. This includes a switching arrangement 21 and a clutch 22 , The coupling 22 includes a rotationally fixed with the switching arrangement 21 connected first tooth arrangement 23 by means of a tension spring 24 in a clamping direction V of the switching arrangement 21 can be acted upon by a clamping force.

Außerdem umfasst die Kupplung 22 eine drehfest mit dem Werkzeugschaft 12 verbundene zweite Zahnanordnung 25. Mittels der Schaltanordnung 21 und der Spannfeder 24 steht die erste Zahnanordnung 23 in drehmomentschlüssigem Eingriff mit der zweiten Zahnanordnung 25. Die Drehmomentbegrenzungsvorrichtung 20 ist somit derart ausgestaltet, dass die erste Zahnanordnung 23 bei Überschreiten eines Grenzdrehmoments gegen die Spannkraft der Spannfeder 24 aus dem Eingriff mit der zweiten Zahnanordnung 25 gedrückt wird.In addition, the clutch includes 22 a non-rotatable with the tool shank 12 connected second tooth arrangement 25 , By means of the switching arrangement 21 and the tension spring 24 stands the first tooth arrangement 23 in torque-locking engagement with the second tooth arrangement 25 , The torque limiting device 20 is thus configured such that the first tooth arrangement 23 when a limit torque is exceeded against the clamping force of the tension spring 24 out of engagement with the second tooth arrangement 25 is pressed.

Wie insbesondere aus 2 ersichtlich, sind die Spannrichtung V der Schaltanordnung 21 und die Schaftachse S des Werkzeugschaftes 12 in einem Winkel α zueinander abgewinkelt angeordnet.As in particular from 2 can be seen, the clamping direction V of the switching arrangement 21 and the shaft axis S of the tool shank 12 arranged at an angle α angled to each other.

Der Winkel α ist in der dargestellten Ausführungsform lediglich beispielhaft zu ca. 60° gewählt. Der Winkel kann jedoch aus einem Bereich zwischen 0° < α ≤ 90°, insbesondere zwischen 10° ≤ α ≤ 80°, besonders bevorzugt zwischen 30° ≤ α ≤ 60°, ausgewählt sein.The angle α is selected in the illustrated embodiment, for example only about 60 °. However, the angle can be selected from a range between 0 ° <α ≦ 90 °, in particular between 10 ° ≦ α ≦ 80 °, particularly preferably between 30 ° ≦ α ≦ 60 °.

Die Abwinklung ermöglicht einerseits, die Schaltanordnung 21 dem Handgriff 11 zuzuordnen bzw. die Schaltanordnung 21 in einen Griffabschnitt des Handgriffs 11 zu integrieren und somit auf einen längs der Schaftachse S erstreckten Handgriff des Schraubwerkzeugs zu verzichten, da der abgewinkelte Griffabschnitt ebenfalls um den Winkel α abgewinkelten ist. Es ergibt sich somit – beispielhaft für den dargestellten Winkel α – eine im Wesentlichen T-förmige Gehäuseform des Schraubwerkzeugs, die auch als eine Pistolenform bezeichnet werden kann.The bend allows on the one hand, the switching arrangement 21 the handle 11 assign or the switching arrangement 21 in a handle portion of the handle 11 to integrate and thus to dispense with a longitudinally of the shaft axis S extended handle of the screwing, since the angled handle portion is also angled α by the angle. Thus, by way of example for the illustrated angle α, a substantially T-shaped housing shape of the screwing tool, which may also be referred to as a pistol mold, results.

Auf diese Weise kann eine besonders kompakte Bauform für ein derartiges Schraubwerkzeug mit entsprechender Drehmomentbegrenzungsvorrichtung bereitgestellt werden. Andererseits ermöglicht die Abwinklung eine besonders vorteilhafte Drehmomenterzeugung für den Nutzer aufgrund der erzielbaren Hebelwirkung. Der Nutzer kann somit dank eines reduzierten Kraftaufwandes eine feinfühligere Dosierung vornehmen.In this way, a particularly compact design for such a screwing with appropriate torque limiting device can be provided. On the other hand, the angling allows a particularly advantageous torque generation for the user due to the achievable leverage. The user can thus make a more sensitive dosage thanks to a reduced effort.

Eine Oberkante eines Zahns der zweiten Zahnanordnung 25 verläuft in einem Winkel X zur Schaftachse S. Die Zahnanordnung 25 kann beispielsweise als Kegelrad ausgebildet sein. Eine Oberkante eines Zahns der ersten Zahnanordnung 23 verläuft in einem Winkel Y zur Spannrichtung V. Insbesondere gilt X + Y = 180° – α.An upper edge of a tooth of the second tooth arrangement 25 runs at an angle X to the shaft axis S. The tooth arrangement 25 may be formed, for example, as a bevel gear. An upper edge of a tooth of the first tooth arrangement 23 extends at an angle Y to the clamping direction V. In particular, X + Y = 180 ° - α.

In einer Ausführungsform kann der Winkel X dem Winkel Y entsprechend. In diesem Fall wird die auf den Handgriff 11 ausgeübte Kraft im Verhältnis 1:1 auf den Werkzeugschaft 12 übertragen. Durch Variation des Verhältnisses der Winkel X zu Y kann die Kraftübertragung variiert werden. Dazu liegt beispielsweise das Verhältnis X:Y im Bereich von 1:3 bis 3:1. Beispielsweise kann der Winkel X etwa 80° liegen, während der Winkel Y im Bereich von etwa 40° liegt.In one embodiment, the angle X may correspond to the angle Y. In this case, the one on the handle 11 applied force in the ratio 1: 1 on the tool shank 12 transfer. By varying the ratio of the angles X to Y, the power transmission can be varied. For example, the ratio X: Y ranges from 1: 3 to 3: 1. For example, the angle X may be about 80 °, while the angle Y is in the range of about 40 °.

Die zweite Zahnanordnung 25 ist als Nockenrad mit einer Anzahl von Nocken ausgeführt, wobei die Nocken im Wesentlichen in axialer Richtung des Nockenrades erstreckt sind (nicht dargestellt).The second tooth arrangement 25 is designed as a cam wheel with a number of cams, wherein the cams are substantially in the axial direction of the cam wheel are extended (not shown).

Zusätzlich ist die erste Zahnanordnung 23 mit einer Schaltnocke ausgeführt die in das Nockenrad der zweiten Zahnanordnung 25 eingreift.In addition, the first tooth arrangement 23 executed with a switching cam in the cam gear of the second tooth arrangement 25 intervenes.

Es ist möglich, die erste und/oder die zweite Zahnanordnung mit einer symmetrischen oder einer asymmetrischen Verzahnung auszuführen. Die symmetrische Verzahnung bietet die Möglichkeit, dass ein mittels der beiden Zahnordnungen bzw. der gesamten Kupplung übertragenes maximales Drehmoment, also das Grenzdrehmoment, für beide Drehrichtungen gleich hoch ist.It is possible to carry out the first and / or the second tooth arrangement with a symmetrical or an asymmetric toothing. The symmetrical toothing offers the possibility that a maximum torque transmitted by means of the two tooth arrangements or the entire clutch, ie the limit torque, is the same for both directions of rotation.

Im Falle einer asymmetrischen Verzahnung kann dagegen ein Grenzdrehmoment für eine erste Drehrichtung höher ausgestaltet sein, als für eine zweite Drehrichtung. Welche Drehrichtung das höhere Grenzdrehmoment aufweisen soll, kann in Abstimmung mit dem Einsatzzweck des Schraubwerkzeugs erfolgen. So kann ein niedrigeres Drehmoment für ein Anziehen von Schrauben vorgesehen sein, als für die zum Lösen von festsitzenden Schrauben vorgesehene Gegenrichtung.In the case of asymmetric gearing, on the other hand, a limit torque for a first direction of rotation may be made higher than for a second direction of rotation. Which direction of rotation should have the higher limit torque, can be done in coordination with the intended use of the screwing. Thus, a lower torque may be provided for tightening screws, as for the provided for releasing stuck screws opposite direction.

Lediglich optional kann eine Spannkraft der Spannfeder 24 der Schaltanordnung 21 mittels einer Einstellanordnung 26 variierbar sein. In der dargestellten Ausführungsform ist es damit möglich, eine Komprimierung der Spannfeder 24 zur Veränderung der Spannkraft zu verändern.Only optional, a clamping force of the tension spring 24 the switching arrangement 21 by means of an adjustment arrangement 26 be variable. In the illustrated embodiment, it is thus possible to compress the tension spring 24 to change the change in the clamping force.

Claims (13)

Vorrichtung zur Begrenzung eines von einem Schraubwerkzeug übertragbaren Drehmoments, mit einer Schaltanordnung (21) und einer das Drehmoment mittels der Schaltanordnung (21) auf einen Werkzeugschaft (12) übertragenden Kupplung (22), wobei die Kupplung (22) eine drehfest mit der Schaltanordnung (21) verbundene erste Zahnanordnung (23) umfasst, die in einer Spannrichtung (V) der Schaltanordnung (21) mittels einer Spannfeder (24) mit einer Spannkraft beaufschlagbar ist und mit einer drehfest mit dem Werkzeugschaft (12) verbundenen zweiten Zahnanordnung (25) in drehmomentschlüssigem Eingriff steht, wobei die erste Zahnanordnung (23) bei Überschreiten eines Grenzdrehmoments gegen die Spannkraft der Spannfeder (24) aus dem Eingriff gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannrichtung (V) der Schaltanordnung (21) und eine Schaftachse (S) des Werkzeugschaftes (12) in einem Winkel α zueinander abgewinkelt angeordnet sind.Device for limiting a torque which can be transmitted by a screwing tool, having a switching arrangement ( 21 ) and one the torque by means of the switching arrangement ( 21 ) on a tool shank ( 12 ) transmitting coupling ( 22 ), where the coupling ( 22 ) a rotationally fixed with the switching arrangement ( 21 ) connected first tooth arrangement ( 23 ), which in a clamping direction (V) of the switching arrangement ( 21 ) by means of a tension spring ( 24 ) can be acted upon with a clamping force and with a rotationally fixed with the tool shank ( 12 ) connected second tooth arrangement ( 25 ) is in torque-locking engagement, wherein the first tooth arrangement ( 23 ) when a limit torque is exceeded against the clamping force of the tension spring ( 24 ) is pressed out of engagement, characterized in that the clamping direction (V) of the switching arrangement ( 21 ) and a shank axis (S) of the tool shank ( 12 ) are arranged at an angle α angled to each other. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α aus einem Bereich zwischen 0° < α ≤ 90°, insbesondere zwischen 10° ≤ α ≤ 80°, besonders bevorzugt zwischen 30° ≤ α ≤ 60°, ausgewählt ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the angle α from a range between 0 ° <α ≤ 90 °, in particular between 10 ° ≤ α ≤ 80 °, more preferably between 30 ° ≤ α ≤ 60 °, is selected. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die radial verlaufende Oberkante eines Zahns der ersten Zahnanordnung (23) in einem Winkel Y zur Spannrichtung (V) angeordnet ist und dass die radial verlaufende Oberkante eines Zahns der zweiten Zahnanordnung (25) in einem Winkel X zur Schaftachse (S) angeordnet ist, wobei insbesondere gilt: X + Y = 180° – α.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the radially extending upper edge of a tooth of the first tooth arrangement ( 23 ) is arranged at an angle Y to the clamping direction (V) and that the radially extending upper edge of a tooth of the second tooth arrangement ( 25 ) is arranged at an angle X to the shaft axis (S), wherein in particular: X + Y = 180 ° - α. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis X:Y im Bereich von 1:5 bis 5:1, insbesondere im Bereich von 1:3 bis 3:1, liegt.Apparatus according to claim 3, characterized in that the ratio X: Y in the range of 1: 5 to 5: 1, in particular in the range of 1: 3 to 3: 1, is located. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Zahnanordnung (25) ein Nockenrad mit einer Anzahl von Nocken umfasst.Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that the second tooth arrangement ( 25 ) comprises a cam wheel with a number of cams. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nocken in axialer und/oder radialer Richtung des Nockenrades erstreckt sind.Apparatus according to claim 5, characterized in that the cams are extended in the axial and / or radial direction of the cam wheel. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zahnanordnung (23) mindestens einen Schaltnocken umfasst, der zum wahlweisen Eingriff in die zweite Zahnanordnung (25) ausgebildet ist.Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the first tooth arrangement ( 23 ) comprises at least one switching cam which is adapted for selective engagement in the second tooth arrangement ( 25 ) is trained. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (23) und/oder die zweite Zahnanordnung (25) eine symmetrische oder eine asymmetrische Verzahnung umfassen.Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the first ( 23 ) and / or the second tooth arrangement ( 25 ) comprise a symmetrical or an asymmetrical toothing. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spannkraft der Spannfeder (24) der Schaltanordnung (21) mittels einer Einstellanordnung (26) variierbar ist.Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that a clamping force of the tension spring ( 24 ) of the switching arrangement ( 21 ) by means of an adjustment arrangement ( 26 ) is variable. Schraubwerkzeug mit einer Vorrichtung zur Begrenzung eines von dem Schraubwerkzeug (10) übertragbaren Drehmoments, mit einem Handgriff (11) und einem Werkzeugschaft (12), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist.Screwing tool with a device for limiting one of the screwing tool ( 10 ) transmissible torque, with a handle ( 11 ) and a tool shank ( 12 ), characterized in that the device ( 20 ) is designed according to one of claims 1 to 9. Schraubwerkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltanordnung (21) dem Handgriff (11) zugeordnet ist.Screwing tool according to claim 10, characterized in that the switching arrangement ( 21 ) the handle ( 11 ) assigned. Schraubwerkzeug nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubwerkzeug (10) als Schraubendreher mit einem um den Winkel α abgewinkelten Griffabschnitt des Handgriffs (11) ausgestaltet ist, in welchem die Schaltanordnung integriert ist.Screwing tool according to claim 10 or 11, characterized in that the screwing tool ( 10 ) as a screwdriver with a by the angle α angled handle portion of the handle ( 11 ) is configured, in which the switching arrangement is integrated. Schraubwerkzeug nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Handgriff (11) im Wesentlichen Y- oder T-förmig, insbesondere Pistolen- oder Quergriffförmig, zum Betätigen des Schraubwerkzeugs (10) ausgebildet ist.Screwing tool according to one of claims 10 to 12, characterized in that the handle ( 11 ) substantially Y- or T-shaped, in particular pistol or Quergriffförmig, for actuating the screwing tool ( 10 ) is trained.

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