DE102017004043A1 - Torque wrench with predefined torque limitation - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zum Begrenzen des aufzubringenden Drehmoments, beim Eindrehen von Schrauben, Muttern oder dergleichen. Sie besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse (3) mit Aufnahme (3.1) des Hebelarms, dem Drehmomentbegrenzungsmittel (2), sowie dem Aufnahmemittel (1) welches die Schraube, Mutter oder dergleichen aufnimmt. Die Drehmomentbegrenzungsmittel (2) werden innerhalb des Gehäuses (3) versetzt befestigt, jedoch sind alle Elemente im Eingriff mit dem Aufnahmemittel (1). Innerhalb dieser Elemente befindet sich die Welle, die wiederum durch das Gehäuse gehalten wird. Dabei befindet sich das Aufnahmemittel (1) innerhalb des Drehmomentbegrenzungsmittels (2), wird jedoch durch das Gehäuse (3) in Position gehalten.
Bei Anzug des Verbindungsmittels verformen sich die Drehmomentbegrenzungsmittel (2) elastisch und lösen dadurch ihre Verbindung zum Aufnahmemittel (1), wodurch die Kraftübertragung unterbrochen wird.

Device for limiting the applied torque, when screwing in screws, nuts or the like. It consists essentially of a housing (3) with receptacle (3.1) of the lever arm, the torque limiting means (2), and the receiving means (1) which receives the screw, nut or the like. The torque limiting means (2) are mounted offset within the housing (3), but all elements are engaged with the receiving means (1). Inside these elements is the shaft, which in turn is held by the housing. In this case, the receiving means (1) is within the torque limiting means (2), but is held by the housing (3) in position.
Upon tightening of the connecting means, the torque limiting means (2) deform elastically and thereby release their connection to the receiving means (1), whereby the power transmission is interrupted.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Begrenzen eines aufzubringenden Drehmoments beim Eindrehen von Schrauben, Muttern und dergleichen, bestehend im Wesentlichen aus einem Aufnahmemittel zur Aufnahme einer Schraube, Mutter und dergleichen, einem Gehäuse zur Aufnahme des Handgriffs oder eines Hilfswerkzeugs, sowie das mit der Aufnahme und dem Gehäuse gekoppelten Drehmomentbegrenzungsmittel.The invention relates to a device for limiting a torque to be applied when screwing screws, nuts and the like, consisting essentially of a receiving means for receiving a screw, nut and the like, a housing for receiving the handle or an auxiliary tool, as well as with the Recording and the housing coupled torque limiting means.

Definitiondefinition

In der nachfolgenden Beschreibung werden unterschiedliche Begriffe verwendet, denen folgende Bedeutungen zugewiesen werden.In the following description, different terms are used to which the following meanings are assigned.

Unter dem Begriff Aufnahmemittel ist eine Vorrichtung zu verstehen, die dazu geeignet ist, eine Schraube oder Mutter aufzunehmen, um diese in eine Drehbewegung zu versetzen.By the term receiving means is meant a device which is adapted to receive a screw or nut to enable them to rotate.

Unter dem Begriff Gehäuse ist ein Bauteil zu verstehen, in welches die Drehbegrenzungsmittel und das Aufnahmemittel eingeführt werden. Ebenfalls wird an dieses Bauteil das Betätigungsmittel, wie beispielsweise ein Handgriff, angebracht. Dieser Handgriff kann aufgesteckt sein, aber auch mit dem Gehäuse einteilig verbunden sein.The term housing means a component into which the rotation limiting means and the receiving means are introduced. Also, the actuating means, such as a handle attached to this component. This handle can be attached, but also be integrally connected to the housing.

Zur Begrenzung des über das Gehäuse aufgebrachten Drehmoments, ist ein sogenanntes Drehmomentbegrenzungsmittel vorgesehen. Es begrenzt die Übertragung des aufgebrachten Drehmoments über das Gehäuse in Bezug auf das Aufnahmemittel. Vorzugsweise ist unmittelbar zwischen dem Aufnahmemittel und dem Gehäuse das drehmomentbegrenzende Mittel angeordnet. Übersteigt das Drehmoment das über das Gehäuse aufgebracht wird, das zulässige und zuvor ausgewählte Drehmoment, so sieht dieses Drehmomentbegrenzungsmittel vor, dass die Kräfte nicht weiter auf das Aufnahmemittel übertragen werden. Somit ist gewährleistet, dass das zuvor eingestellte Drehmoment mit seinem maximalen Betrag auf das Aufnahmemittel übertragen wird.To limit the torque applied across the housing, a so-called torque limiting means is provided. It limits the transmission of the applied torque through the housing with respect to the receiving means. Preferably, the torque-limiting means is arranged directly between the receiving means and the housing. If the torque that is applied via the housing exceeds the permissible and previously selected torque, then this torque limiting means provides that the forces are no longer transmitted to the receiving means. This ensures that the previously set torque is transmitted with its maximum amount to the receiving means.

Das Drehmomentbegrenzungsmittel kann aus einem Bauteil bestehen. Alternativ ist vorgesehen, dass das Drehmomentbegrenzungsmittel mehrere Bauteile umfasst. So ist das Drehmomentbegrenzungsmittel und das Aufnahmemittel mit Gleitflächen versehen, die zunächst die Kraftübertragende Verbindung darstellt.The torque limiting means may consist of a component. Alternatively, it is provided that the torque limiting means comprises a plurality of components. Thus, the torque limiting means and the receiving means is provided with sliding surfaces, which initially represents the force-transmitting connection.

Die Erfindung, die nachfolgend beschrieben wird ist nicht beschränkt auf die Anwendung im Kraftfahrzeugbereich. Daher kann die Erfindung beispielsweise auch im medizinischen Bereich, in der Luftfahrtindustrie oder aber auch im handwerklichen Bereich angewendet werden.The invention described below is not limited to application in the automotive field. Therefore, the invention can be applied, for example, in the medical field, in the aerospace industry or even in the craft sector.

Stand der TechnikState of the art

Drehmomentschlüssel in der vorgenannten Art sind in vielfältigen Ausführungen bekannt.Torque wrench in the aforementioned type are known in many designs.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Drehmomentschlüssel weisen ebenfalls ein Aufnahmemittel auf, das dazu geeignet ist, Schrauben, Muttern oder dergleichen in einen Körper mit einem definierten Drehmoment einzudrehen. Zwischen dem Handgriff, der als Gehäuse ausgebildet ist und dem Aufnahmeelement ist das Drehmomentbegrenzungsmittel angeordnet. Es dient dazu, das aufzubringende Drehmoment auf das einzudrehende Mittel (Schraube, Mutter oder dergleichen) zu begrenzen.The known from the prior art torque wrench also have a receiving means which is adapted to turn screws, nuts or the like in a body with a defined torque. Between the handle, which is designed as a housing and the receiving element, the torque limiting means is arranged. It serves to limit the applied torque on the einzudrehende means (screw, nut or the like).

Das Drehmoment zu begrenzen hat zweierlei Gründe. Zum einen dient es dazu, dass die Gewissheit besteht, dass eine Schraubverbindung mit einem definierten Drehmoment fixiert ist. Insbesondere im Automobilbereich oder im Kernkraftwerkbereich, bei dem es notwendig ist, Schrauben mit hohen Kräften unter sicherheitsrelevanten Aspekten festzuziehen, ist eine solche Vorrichtung notwendig. Sie dient dazu, dem Benutzer anzuzeigen, zu welchem Zeitpunkt tatsächlich der entsprechende Betrag des notwendigen Drehmoments erreicht ist, damit die Schraubverbindung fachgerecht ausgebildet ist.Limiting the torque has two reasons. On the one hand, it ensures that there is certainty that a screw connection is fixed with a defined torque. In particular, in the automotive sector or in the nuclear power plant area, in which it is necessary to tighten screws with high forces under safety-relevant aspects, such a device is necessary. It serves to indicate to the user, at which time in fact the corresponding amount of the necessary torque is reached, so that the screw is formed professionally.

Zum anderen dient das Drehmomentbegrenzungsmittel dazu, die Schraube vor einem Überdrehen und damit einem Abreißen und dem damit verbundenen Verlust der Funktion zu schützen.On the other hand, the torque limiting means serves to protect the screw from overspeeding and thus tearing and the associated loss of function.

Es gibt grundsätzlich zwei unterschiedliche Funktionsweisen von Drehmomentschlüsseln. Die etwas günstigeren Modelle sind aus Federstahl hergestellt. Ein starrer Zeiger aus Metall befindet sich über einer im Halbkreis geformten Skala am Ende des Hebels. Beim Festziehen der Schraube wird der federnde Griff durch die höher werdende Kraft gebogen. Der Zeiger behält seine Position bei und zeigt dadurch den Wert auf der Skala an. So kann stets das aktuelle Drehmoment abgelesen werden. Diese Technik hat den Vorteil, dass kaum mechanische Komponenten an solch einem Drehmomentschlüssel vorhanden sind. Deshalb können solche Drehmomentschlüssel zu günstigen Preisen angeboten werden. Nachteilig ist jedoch, dass stets ein direkter Blick auf die Skala gewährleistet werden muss. Insbesondere bei Arbeiten an Fahrzeugen ist es mitunter schwierig, das Drehmoment exakt ablesen zu können.There are basically two different ways of operating torque wrenches. The slightly cheaper models are made of spring steel. A rigid metal pointer is located above a semi-circle shaped scale at the end of the lever. When tightening the screw, the springy handle is bent by the increasing force. The pointer retains its position indicating the value on the scale. This means that the current torque can always be read off. This technique has the advantage that there are hardly any mechanical components on such a torque wrench. Therefore, such torque wrenches can be offered at reasonable prices. The disadvantage, however, is that always a direct view of the scale must be guaranteed. Especially when working on vehicles, it is sometimes difficult to read the torque accurately.

Bei etwas hochwertigeren Drehmomentschlüsseln funktioniert es völlig anders. Es befindet sich darin ein Ratschenmechanismus wie in einer herkömmlichen Knarre. Der Mitnehmer, der in die Verzahnung greift, wird mit einer Feder vorgespannt. Dadurch springt er bei einer bestimmten Belastung über. Das Überspringen des Mitnehmers hört der Benutzer sehr deutlich. Zudem spürt er es in der Hand. Solche Drehmomentschlüssel weisen in der Regel eine Vielzahl von Bauelementen auf. Zudem sind solche Ausrastmechanismen federbelastet, daher ist der Aufbau solcher Drehmomentschlüssel sehr komplex und aufwendig.With slightly higher quality torque wrenches it works completely differently. There is a ratchet mechanism in it like in one conventional ratchet. The driver, which engages in the toothing, is biased by a spring. As a result, he jumps over at a certain load. The skipping of the driver hears the user very clearly. He also feels it in his hand. Such torque wrenches usually have a plurality of components. In addition, such Ausrastmechanismen spring loaded, so the structure of such torque wrench is very complex and expensive.

Nachteile Stand der TechnikDisadvantages state of the art

Ein wesentlicher Nachteil der herkömmlichen Drehmomentschlüssel ist, dass diese sehr komplex aufgebaut sind und daher nur kostenintensiv herstellbar sind.A major disadvantage of conventional torque wrench is that they are very complex and therefore expensive to produce.

Ein weiterer Nachteil ist die komplizierte Anwendung, meist brauchen diese Drehmomentbegrenzungsschlüssel Vorkenntnisse zum Erreichen der gewünschten Funktion. Auch bei der Aufbewahrung solcher Schlüssel muss auf verschiedenen Aspekte, wie beispielsweise eine entspannte Feder, geachtet werden.Another disadvantage is the complicated application, usually these torque limiting key need prior knowledge to achieve the desired function. Also, when storing such keys, attention must be paid to various aspects, such as a relaxed spring.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, Drehmomentbegrenzungsschlüssel bereitzustellen, die zumindest einen der vorgenannten Nachteile des Standes der Technik vermeiden.The object of the invention is to provide torque limiting keys which avoid at least one of the aforementioned disadvantages of the prior art.

Lösung der AufgabeSolution of the task

Die Lösung der Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 gelöst.The solution of the problem is solved by the characterizing part of claim 1.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Durch die klare Trennung von Aufnahmemittel und Gehäuse mit dem dazwischengeschalteten Drehbegrenzungsmittel ist ein einfaches und kostengünstiges Hilfsmittel geschaffen worden. Das Drehbegrenzungsmittel besteht nicht wie es an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist, aus einem komplexen federbelasteten Mechanismus, sondern ausschließlich aus einem einzigen Bauteil. Durch eine feste Voreinstellung des zu begrenzenden Moments, kann auch Einstellmechanismen verzichtet werden.Due to the clear separation of receiving means and housing with the interposed Drehbegrenzungsmittel a simple and inexpensive tool has been created. The rotation limiting means does not consist, as it is known per se from the prior art, of a complex spring-loaded mechanism, but solely of a single component. By a fixed presetting of the torque to be limited, also adjustment mechanisms can be dispensed with.

Einer der wesentlichen Vorteile dieser Erfindung ist, dass im Vergleich zu bereits bekannten Lösungen ein Großteil des Gewichts durch die Verwendung von Kunststoff eingespart werden kann. Dies führt zum einen zur Senkung der Herstellungskosten, zum anderen zu einer Materialeinsparung und somit zur Umweltschonung.One of the significant advantages of this invention is that much of the weight can be saved by using plastic as compared to previously known solutions. On the one hand, this leads to a reduction in manufacturing costs, and on the other hand to material savings and thus to environmental protection.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist, die Handhabung erfolgt intuitiv. Der Benutzer muss keine komplizierten Einstellungen oder Verwendungsregel befolgen, die Erfindung wird lediglich auf die Schraube, Mutter oder dergleichen aufgesetzt und in Rotation versetzt, wodurch beispielsweise die Schraube angezogen wird. Die Mechanik im inneren signalisiert das Erreichen des maximalen Drehmoments und verhindert eine Überschreitung. Dadurch können beispielsweise Radschrauben an Kraftfahrzeugen auch von Laien professionell befestigt werden.Another key advantage is that the handling is intuitive. The user does not have to follow any complicated settings or usage rule, the invention is merely mounted on the screw, nut or the like and set in rotation, whereby, for example, the screw is tightened. The mechanics inside signal the achievement of the maximum torque and prevent exceeding. This allows, for example, wheel bolts on motor vehicles also be professionally attached by laymen.

In diesem Zusammenhang ergibt sich ein weiterer Vorteil, der darin besteht dass sich die Montage des Werkzeugs in der Produktion erleichtert und somit verkürzt, da sich die Bauteilanzahl enorm verringert im Vergleich zu sonstigen Drehmomentschlüsseln. Ebenfalls entfällt ein komplexer Zusammenbau bei der Verwendung des Drehmomentschlüssels, da die Erfindung im verwendungsbereiten Zustand vorliegt.In this context, there is another advantage, which is that facilitates the assembly of the tool in production and thus shortened because the number of components is reduced enormously compared to other torque wrenches. Also eliminates a complex assembly in the use of the torque wrench, since the invention is ready for use.

Im Vergleich zu herkömmlichen Drehmomentschlüsseln ist die Lagerung wesentlich einfacher, da nach der Anwendung nicht auf das entspannen von Federn oder sonstiger Mechanik geachtet werden muss. Ebenfalls ist die Erfindung unempfindlich gegen Feuchtigkeit.Compared to conventional torque wrenches, the storage is much easier, because after the application does not have to be taken to the relaxation of springs or other mechanics. Also, the invention is insensitive to moisture.

Gegenüber üblichen Drehmomentschlüsseln kann die Erfindung eine Schraube , Mutter oder dergleichen nicht nur drehmomentbegrenzend anziehen sondern auch kraftunbegrenzt öffnen, was zum Öffnen von beispielsweise Radschrauben, welche oftmals durch Verunreinigungen schwer zu öffnen sind, notwendig ist.Compared to conventional torque wrenches, the invention can tighten a nut, nut or the like not only torque-limiting but also force-limited open, which is necessary for opening, for example, wheel bolts, which are often difficult to open due to contamination.

Die Erfindung funktioniert zerstörungsfrei jedoch nicht verschleißfrei, wodurch die Erfindung mehrmals verwendet werden kann.The invention works nondestructive but not wear-free, whereby the invention can be used several times.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Anzahl der Drehbegrenzungsmittel erhöht wird und das Aufnahmemittel entsprechend angepasst wird, wodurch der kraftschlusslose Bereich nach auslösen des Begrenzungsmittels reduziert wird.A further development provides that the number of rotation limiting means is increased and the receiving means is adapted accordingly, whereby the powerless area is reduced after triggering of the limiting means.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass ein Adapter an das Aufnahmemittel angebracht wird, mit dem unterschiedliche Aufnahmemittel, wie beispielsweise Kreuzschlitz-, Torx-, Schlitz- oder auch Imbusdreher verbunden werden können.A further embodiment provides that an adapter is attached to the receiving means with which different receiving means, such as Kreuzschlitz-, Torx-, slot or Allen wrench can be connected.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass das Aufnahmemittel so umgestaltet wird, dass die Gleitflächen auch an der Innenseite der Welle angebracht werden können.A development provides that the receiving means is redesigned so that the sliding surfaces can also be attached to the inside of the shaft.

Figurenlistelist of figures

• 1 zeigt eine Explosionszeichnung der Erfindung 1 shows an exploded view of the invention
• 2 Gehäuse 2 casing
• 3 Aufnahmemittel 3 receiving means
• 4 Drehmomentbegrenzungsmittel 4 Torque limiting means

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

In 1 ist schematisch die Erfindung zum begrenzten Aufbringen eines Drehmoments dargestellt. Dabei handelt es sich bei dem Bauteil mit der Kennzeichnung 1 um das Aufnahmemittel, welches dazu benötigt wird die Schraube, Mutter oder dergleichen aufzunehmen. Beispielsweise ist hierzu ein Innensechskant angebracht. Bei dem Bauteil mit der Kennzeichnung 2 handelt es sich um das Drehmomentbegrenzungsmittel, welches in das Gehäuse mit der Kennzeichnung 3 eingeführt wird.In 1 schematically illustrates the invention for limited application of torque. This is the component with the marking 1 to the receiving means, which is required to receive the screw, nut or the like. For example, a hexagon socket is attached for this purpose. For the component with the marking 2 it is the torque limiting device which enters the housing with the marking 3 is introduced.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Aufnahmemittelreceiving means

1.11.1

Gleitflächesliding surface

22

DrehmomentbegrenzungsmittelTorque limiting means

2.12.1

Gleitflächesliding surface

2.22.2

Verdrehsicherungtwist

33

Gehäusecasing

3.13.1

HebelarmaufnahmeHebelarmaufnahme

3.23.2

Führungsnut für VerdrehsicherungGuide groove for anti-rotation

Claims (5)

Vorrichtung zum Begrenzen des aufzubringenden Drehmoments beim Eindrehen von Schrauben und Muttern, umfassend durch ein Aufnahmemittel zur Aufnahme einer Schraube oder Mutter, - einem Gehäuse zur Aufnahme eines Handgriffs oder eines Hilfswerkzeugs, sowie einem Drehmomentbegrenzungsmittel zur Übertragung eines maximal zulässigen Drehmoments vom Gehäuse auf das Aufnahmemittel, wobei das Drehmomentbegrenzungsmittel im Wesentlichen ein Federelement umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass • Das Drehmomentbegrenzungsmittel als Ring gestaltet ist, an welchem sich zwei Keile befinden. • Die Keile eine Radial ausgerichtete Fläche haben, welche zum Übertragen eines unbegrenzten Drehmoments dienen. • Die Keile eine Schrägfläche besitzen, welche zum Übertragen eines begrenzten Drehmoments dienen. • Zwei Führungen an der Außenseite des Rings angebracht sind, welche den Halt des Rings während der Nutzung garantieren. • Das Aufnahmemittel einen sägeblattförmigen Aufbau der Keile zeigt. • Das Gehäuse versetzte Nuten für die Positionierung der Drehmomentbegrenzungsmittel besitzt.Device for limiting the applied torque when screwing in nuts and bolts, comprising a receiving means for receiving a screw or nut, - a housing for receiving a handle or an auxiliary tool, and a torque limiting means for transmitting a maximum allowable torque from the housing to the receiving means, wherein the torque limiting means substantially comprises a spring element, characterized in that • the torque limiting means is designed as a ring on which there are two wedges. • The wedges have a radially aligned surface which serves to transmit unlimited torque. • The wedges have an inclined surface, which serve to transmit a limited torque. • Two guides are mounted on the outside of the ring, which guarantee the grip of the ring during use. • The receiving means shows a saw blade-shaped structure of the wedges. • The housing has staggered grooves for positioning the torque limiting means. Ein Drehmomentbegrenzungsmittel, welches das Drehmoment durch seine Verformung begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass • Sich infolge der Verdrehung, von Aufnahmemittel zu Drehmomentbegrenzungsmittel, sich das Drehmomentbegrenzungsmittel gleichmäßig verformt. • Sich durch die Verformung eine höhere Flächenpressung einstellt.A torque limiting means, which limits the torque by its deformation, characterized in that • Due to the rotation, from receiving means to torque limiting means, the torque limiting means deforms uniformly. • The deformation sets a higher surface pressure. Der Mechanismus zum begrenzen des Drehmomentes, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmemittel zeitgleich mit den drei Drehmomentbegrenzungsmitteln im Eingriff ist und somit alle Drehmomentbegrenzungsmittel gleichmäßig verformt, was eine gleichmäßige Ausdehnung des Gehäuses mit sich bringt.The mechanism for limiting the torque, characterized in that the receiving means at the same time with the three torque limiting means is engaged, and thus all the torque limiting means uniformly deformed, resulting in a uniform expansion of the housing with it. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmemittel an dem Gehäuse lösbar befestigt ist.Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the receiving means is releasably secured to the housing. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmomentbegrenzungsmittel lösbar mit dem Gehäuse verbunden ist.Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the torque limiting means is detachably connected to the housing.

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