DE102021110959B4

DE102021110959B4 - Drehmomentschlüssel

Info

Publication number: DE102021110959B4
Application number: DE102021110959.0A
Authority: DE
Inventors: gleich Patentinhaber Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-11-06
Filing date: 2021-04-28
Publication date: 2024-04-25
Anticipated expiration: 2041-04-29
Also published as: CN215318379U; TW202218814A; DE102021110959A1; TWI746254B

Abstract

Drehmomentschlüssel, miteinem Zylinder (10),einem ersten Bauteil (20), das einen Schaft (22), der drehbar mit dem Zylinder (10) verbunden ist, und einen Arbeitskopf (23) umfasst, der von dem Zylinder herausragt, wobei der Schaft (22) ein erstes Eingriffselement (21) hat,einem zweiten Bauteil (30), das im Zylinder (10) angeordnet ist und ein zweites Eingriffselement (31) aufweist, wobei auf dem Drehweg des ersten Bauteils (20) das zweite Eingriffselement (31) und das erste Eingriffselement (21) in Eingriff stehen, undeinem elastischen Mechanismus (40), der im Zylinder (10) angeordnet ist und eine Vielzahl von elastischen Armen (41) aufweist, wobei das zweite Bauteil (30) sich zwischen den elastischen Armen (41) befindet und diese radial nach außen drücken kann;wobei das zweite Eingriffselement (31) und das erste Eingriffselement (21) relativ zueinander verschoben und außer Eingriff gebracht werden können und sich, wenn zwischen dem zweiten Eingriffselement (31) und dem ersten Eingriffselement (21) ein Drehmoment auftritt, das größer als ein Drehmomenteinstellwert ist, das zweite Bauteil (30) in axialer Richtung weg von dem ersten Bauteil (20) bewegt und die elastischen Arme (41) radial nach außen drückt , wodurch das zweite Eingriffselement (31) und das erste Eingriffselement (21) außer Eingriff treten.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Drehmomentschlüssel.
Stand der Technik
Üblicherweise wird eine Stecknuss verwendet, um Werkstücke (wie Schrauben, Muttern usw.) der Maschinen zu befestigen oder zu lösen. Der Drehmomentwert der Stecknuss des Standes der Technik ist jedoch festgelegt und kann nicht gemäß den Anforderungen eingestellt werden, was es dem Benutzer erschwert, die Kraft zu kontrollieren, so dass Unannehmlichkeiten bei der Demontage und Montage verursacht werden. Darüber hinaus ist es leicht, das Werkstück zu beschädigen.
Daher wurden Drehmomentschlüssel entwickelt. Ein Ende des Schlüsselkörpers des herkömmlichen Drehmomentschlüssels ist mit einem Antriebskopf versehen. Im Schlüsselkörper des Drehmomentschlüssels ist eine Drehmomentanordnung vorgesehen, um das Drehmoment innerhalb eines eingestellten Wertes zu kontrollieren, damit eine Beschädigung des Werkstücks vermieden wird. Die Drehmomentanordnung des herkömmlichen Drehmomentschlüssels kann jedoch nur einen relativ begrenzten Drehmomentsteuerbereich bereitstellen, wodurch der Anwendungsbereich begrenzt ist. Außerdem wird die Feder (normalerweise eine Schraubenfeder) des Drehmomenteinstellmechanismus des herkömmlichen Drehmomentschlüssels normalerweise einer großen direkten axialen Kompression ausgesetzt. Nach einiger Zeit tritt wahrscheinlich eine elastische Ermüdung auf, die die Genauigkeit der Drehmomenteinstellung ernsthaft beeinträchtigt. In der Druckschrift DE 10 2017 107 784 A1 ist ein Ratschenschlüssel und ein Verfahren zur Benutzung des Ratschenschlüssels beschrieben. Der Ratschenschlüssel umfasst eine Energieversorgungsvorrichtung, eine Antriebsvorrichtung sowie eine Übertragungsvorrichtung und eine Kupplungsvorrichtung zwischen Energieversorgungsvorrichtung und Antriebsvorrichtung, bei der eine Drehmomentbegrenzung dadurch erfolgt, dass Ringsegmente durch ihre Federkraft ein Zahnsegment nur bis zu einer maximalen Radialkraft im Eingriff mit einem Zahnrad halten und bei Überschreiten des Drehmoments das Zahnsegment radial nach außen bewegt wird.
Daher ist es notwendig, einen neuartigen und progressiven Drehmomentschlüssel bereitzustellen, um die oben erwähnten Probleme zu lösen.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehmomentschlüssel zu schaffen, bei dem die Beschädigung der angetriebenen Teile oder des Werkstücks vermieden werden können, wobei die elastischen Teile des Mechanismus zum Einstellen des Drehmoments nicht leicht ermüden und der Drehmomenteinstellwert äußerst genau ist.
Diese Aufgabe wird durch den erfindungsgemäßen Drehmomentschlüssel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Der Drehmomentschlüssel umfasst einen Zylinder und ein erstes Bauteil, das einen Schaft, der drehbar mit dem Zylinder verbunden ist, und einen Arbeitskopf umfasst, der von dem Zylinder herausragt, wobei der Schaft ein erstes Eingriffselement hat. Der Drehmomentschlüssel umfasst ein zweites Bauteil, das im Zylinder angeordnet ist und ein zweites Eingriffselement aufweist, wobei auf dem Drehweg des ersten Bauteils das zweite Eingriffselement und das erste Eingriffselement in Eingriff stehen. Ferner umfasst der Drehmomentschlüssel einem elastischen Mechanismus, der im Zylinder angeordnet ist und eine Vielzahl von elastischen Armen aufweist, wobei das zweite Bauteil sich zwischen den elastischen Armen befindet und diese radial nach außen drücken kann, wobei, wenn zwischen dem zweiten Eingriffselement und dem ersten Eingriffselement ein Drehmoment auftritt, das größer als ein Drehmomenteinstellwert ist, das zweite Bauteil die elastischen Arme nach außen drückt, wodurch das zweite Eingriffselement und das erste Eingriffselement außer Eingriff treten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 eine perspektivische Darstellung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
2 eine Explosionsdarstellung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
3 eine Schnittdarstellung in der ersten Richtung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
4 eine Schnittdarstellung in der zweiten Richtung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
5 eine Schnittdarstellung nach Treten außer Eingriff der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
6 bis 8 vergrößerte Darstellungen gemäß 3 bis 5.

Wege zur Ausführung der Erfindung
Die folgenden Ausführungsformen dienen nur zur Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung, sollen jedoch den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken.
1 bis 8 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Der Drehmomentschlüssel 1 der Erfindung umfasst einen Zylinder 10, ein erstes Bauteil 20, ein zweites Bauteil 30 und einen elastischen Mechanismus 40.
Das erste Bauteil 20 umfasst einen Schaft 22, der drehbar mit dem Zylinder 10 verbunden ist, und einen Arbeitskopf 23, der von dem Zylinder herausragt. Der Schaft 22 hat ein erstes Eingriffselement 21. Die Drehung enthält das Drehen um die Achse und das Schwenken. Der Zylinder 10 dient als Griff des Schraubenschlüssels und kann einteilig oder mehrteilig sein. Das zweite Bauteil 30 ist innerhalb des Zylinders 10 angeordnet. Das zweite Bauteil 30 weist ein zweites Eingriffselement 31 auf. Auf dem Drehweg des ersten Bauteils 20 stehen das zweite Eingriffselement 31 und das erste Eingriffselement 21 in Eingriff, um das Drehmoment zu übertragen. Der elastische Mechanismus 40 ist im Zylinder 10 angeordnet und umfasst eine Vielzahl von elastischen Armen 41. Das zweite Bauteil 30 befindet sich zwischen den elastischen Armen 41 und kann sie radial nach außen drücken. Wenn zwischen dem zweiten Eingriffselement 31 und dem ersten Eingriffselement 21 ein Drehmoment auftritt, das größer als ein Drehmomenteinstellwert ist, bewegt sich das zweite Bauteil 30 in Richtung weg von dem ersten Bauteil 20 und drückt die elastischen Arme 41 nach außen, wodurch das zweite Eingriffselement 31 und das erste Eingriffselement 21 außer Eingritt treten (von der Position in 6 zu der Position in 8). Auf diese Weise können Beschädigungen der angetriebenen Teile oder Werkstücke vermieden werden. Außerdem werden die elastischen Arme 41 nicht direkt der axialen Druckkraft ausgesetzt und können leicht in den Zustand mit niedriger Drehkraft zurückzukehren. Die elastischen Arme 41 ermüden nicht leicht und der Drehmomenteinstellwert ist extrem genau.
Bei dieser Ausführungsform ist das erste Bauteil 20 ein Ratschenteil. Der Arbeitskopf 23 ist ein Ratschenkopf oder ein Werkzeugkopf zur Montage und Demontage oder Antreiben mit verschiedenen Typen oder Funktionen.
Im Detail umfasst das zweite Bauteil 30 ferner ein Kegelelemet 32. Das Kegelelement 32 verjüngt sich in Richtung des elastischen Mechanismus 40 und liegt zwischen den elastischen Armen 41. Das Kegelelement 32 ist für ein stabiles und sanftes Drücken der elastischen Arme 41 günstig und kann die Wirkung eines sanften und genauen Lösens beim Erreichen des Drehmomenteinstellwerts erzielen. Natürlich kann das Kegelement 32 auch durch andere Strukturen ersetzt werden, wie beispielsweise mehrere schräge Führungsnuten, Schrägflächen, Bogenflächen oder irgendein Mechanismus, der die elastischen Arme drücken kann. Das erste Eingriffselement 21 ist ein Stift, der an einem Ende des Schafts 22 angeordnet ist. Das zweite Eingriffselement 31 ist eine an dem Kegelelement 32 angeordnete Rolle, die eine geringe Reibung hat, wodurch ein reibungsloser Betrieb und ein geringer Verlust erzielt werden. Natürlich können das erste Eingriffselement 21 und das zweite Eingriffselement 31 auch durch Schrägflächen, Bogenflächen oder Elemente mit beliebiger geometrischer Form gebildet sein, die relativ verschoben oder lösbar in Eingriff gebracht werden können.
Vorzugsweise ist der elastische Mechanismus 40 um die Axialrichtung des Zylinders 10 drehbar an dem Zylinder 10 angeordnet. Der elastische Mechanismus 40 umfasst eine erste Basis 42 und mindestens ein erstes elastisches Element 43, das an der ersten Basis 42 angeordnet ist. Die erste Basis 42 ist an der Innenwand des Zylinders 10 angeordnet. Die erste Basis 42 kann an die Innenwand des Zylinders 10 angeschraubt oder auf andere Weise drehbar befestigt werden, wodurch die Position der ersten Basis 42 durch Drehung geändert werden kann, so dass der Anlagezustand der elastischen Arme 41 und des zweiten Bauteils 30 eingestellt werden kann. Der elastische Mechanismus 40 umfasst ferner eine zweite Basis 44 und mindestens ein zweites elastisches Element 45, das an der zweiten Basis 44 angeordnet ist. Die zweite Basis 44 ist relativ zu der Axialrichtung des Zylinders 10 drehbar (Schraubverbindung oder dergleichen) an der Innenwand angeordnet. Die erste Basis 42 befindet sich zwischen dem zweiten Bauteil 30 und der zweiten Basis 44. Das mindestens eine zweite elastische Element 45 liegt an der Außenseite der elastischen Arme 41 an. Das mindestens eine zweite elastische Element 45 ist drehbar mit der zweiten Basis 44 vernietet, so dass die Position der zweiten Basis 44 durch Drehung geändert werden kann. Dadurch können die Position und die Kraft des mindestens einen zweiten elastischen Elements 45 auf die elastischen Arme 41 geändert werden, so dass der Drehmomenteinstellwert des Drehmomentschlüssels 1 eingestellt wird.
Bei dieser Ausführungsform ist das mindestens eine erste elastische Element 43 mit der ersten Basis 42 vernietet und bildet die elastischen Arme 41. Die erste Basis 42 ist ferner mit einer Vielzahl von Nuten 422 versehen. Das mindestens eine zweite elastische Element 45 verläuft durch die Nuten 422. Das mindestens eine zweite elastische Element 45 bildet eine Vielzahl von Blattfedern 451. Die Enden der Blattfedern 451 und das Ende des mindestens einen ersten elastischen Elements 43 haben in der Axialrichtung einen Höhenunterschied. Durch die unterschiedlichen Anlagepositionen des mindestens einen ersten elastischen Elements 43 und der Blattfedern 451 kann ein größerer Arbeitsdrehmomentbereich erhalten werden. Die erste Basis 42 umfasst ferner eine Aufnahmeausnehmung 423. Ein Teil des mindestens einen ersten elastischen Elements 43 ist radial eingeschränkt in der Aufnahmeausnehmung 423 angeordnet.
Außerdem erstreckt sich bei dieser Ausführungsform eine Einstellstange von der zweiten Basis 44. Die Einstellstange 441 ist mit einem Einstellelement 50 verbunden, das relativ zum Zylinder 10 gedreht werden kann. Der Zylinder 10 ist ferner mit einem Fenster 101 und einem Drehmomentanzeigeelement 102 versehen. Die Einstellstange 441 ist mit einer Gewindehülse 442 verbunden. Ein Zeiger 103 greift axial beweglich in die Gewindehülse 442 ein und wird im Fenster 101 freigelegt. Das Drehmomentanzeigeelement 102 korrespondiert mit dem Zeiger 103 und wird verwendet, um den Drehmomenteinstellwert anzuzeigen.
Bezugszeichenliste

1: Drehmomentschlüssel
10: Zylinder
101: Fenster
102: Drehmomentanzeigeelement
103: Zeiger
20: erstes Bauteil
21: erstes Eingriffselement
22: Schaft
23: Arbeitskopf
30: zweites Bauteil
31: zweites Eingriffselement
32: Kegelelement
40: elastischer Mechanismus
41: elastischer Arm
42: erste Basis
422: Nut
423: Aufnahmeausnehmung
43: erstes elastisches Element
44: zweite Basis
441: Einstellstange
442: Gewindehülse
45: zweites elastisches Element
451: Blattfeder
50: Einstellelement

Claims

Drehmomentschlüssel, mit einem Zylinder (10), einem ersten Bauteil (20), das einen Schaft (22), der drehbar mit dem Zylinder (10) verbunden ist, und einen Arbeitskopf (23) umfasst, der von dem Zylinder herausragt, wobei der Schaft (22) ein erstes Eingriffselement (21) hat, einem zweiten Bauteil (30), das im Zylinder (10) angeordnet ist und ein zweites Eingriffselement (31) aufweist, wobei auf dem Drehweg des ersten Bauteils (20) das zweite Eingriffselement (31) und das erste Eingriffselement (21) in Eingriff stehen, und einem elastischen Mechanismus (40), der im Zylinder (10) angeordnet ist und eine Vielzahl von elastischen Armen (41) aufweist, wobei das zweite Bauteil (30) sich zwischen den elastischen Armen (41) befindet und diese radial nach außen drücken kann; wobei das zweite Eingriffselement (31) und das erste Eingriffselement (21) relativ zueinander verschoben und außer Eingriff gebracht werden können und sich, wenn zwischen dem zweiten Eingriffselement (31) und dem ersten Eingriffselement (21) ein Drehmoment auftritt, das größer als ein Drehmomenteinstellwert ist, das zweite Bauteil (30) in axialer Richtung weg von dem ersten Bauteil (20) bewegt und die elastischen Arme (41) radial nach außen drückt , wodurch das zweite Eingriffselement (31) und das erste Eingriffselement (21) außer Eingriff treten.
Drehmomentschlüssel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (20) ein Ratschenteil und der Arbeitskopf (23) ein Ratschenkopf ist.
Drehmomentschlüssel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Mechanismus (40) um die Axialrichtung des Zylinders (10) drehbar an dem Zylinder (10) angeordnet ist.
Drehmomentschlüssel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Mechanismus (40) eine erste Basis (42) und mindestens ein erstes elastisches Element (43) umfasst, das an der ersten Basis (42) angeordnet ist, wobei das mindestens eine erste elastische Element (43) die elastischen Arme (41) bildet.
Drehmomentschlüssel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Mechanismus (40) ferner eine zweite Basis (44) und mindestens ein zweites elastisches Element (45) umfasst, das an der zweiten Basis (44) angeordnet ist, wobei die zweite Basis (44) relativ zu der Axialrichtung des Zylinders (10) drehbar an der Innenwand angeordnet ist, wobei die erste Basis (42) sich zwischen dem zweiten Bauteil (30) und der zweiten Basis (44) befindet, wobei das mindestens eine zweite elastische Element (45) an der Außenseite der elastischen Arme (41) anliegt.
Drehmomentschlüssel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Basis (42) mit einer Vielzahl von Nuten (422) versehen ist, wobei das mindestens eine zweite elastische Element (45) durch die Nuten (422) verläuft.
Drehmomentschlüssel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine zweite elastische Element (45) eine Vielzahl von Blattfedern (451) bildet, wobei die Enden der Blattfedern (451) und das Ende des mindestens einen ersten elastischen Elements (43) in der Axialrichtung einen Höhenunterschied haben.
Drehmomentschlüssel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Basis (42) mit einer Aufnahmeausnehmung (423) versehen ist, wobei ein Teil des mindestens einen ersten elastischen Elements (43) radial eingeschränkt in der Aufnahmeausnehmung (423) angeordnet ist.
Drehmomentschlüssel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einstellstange sich von der zweiten Basis (44) erstreckt, wobei die Einstellstange (441) mit einem Einstellelement (50) verbunden ist, das relativ zum Zylinder (10) gedreht werden kann, wobei der Zylinder (10) ferner mit einem Fenster (101) und einem Drehmomentanzeigeelement (102) versehen ist, wobei die Einstellstange (441) mit einer Gewindehülse (442) verbunden ist, wobei ein Zeiger (103) axial beweglich in die Gewindehülse (442) eingreift und im Fenster (101) freigelegt wird, wobei das Drehmomentanzeigeelement (102) mit dem Zeiger (103) korrespondiert.
Drehmomentschlüssel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Basis (42) an die Innenwand des Zylinders (10) angeschraubt ist; dass das mindestens eine erste elastische Element (43) mit der ersten Basis (42) vernietet ist; dass das zweite Bauteil (30) ferner ein Kegelelement (32) umfasst, wobei das Kegelelement (32) sich in Richtung des elastischen Mechanismus (40) verjüngt und zwischen den elastischen Armen (41) liegt; dass der elastische Mechanismus (40) ferner eine zweite Basis (44) und mindestens ein zweites elastisches Element (45) umfasst, das an der zweiten Basis (44) angeordnet ist, wobei die zweite Basis (44) relativ zu der Axialrichtung des Zylinders (10) drehbar an der Innenwand angeordnet ist, wobei die erste Basis (42) sich zwischen dem zweiten Bauteil (30) und der zweiten Basis (44) befindet, wobei das mindestens eine zweite elastische Element (45) an der Außenseite der elastischen Arme (41) anliegt; dass das mindestens eine zweite elastische Element (45) drehbar mit der zweiten Basis (44) vernietet ist; dass die erste Basis (42) mit einer Vielzahl von Nuten (422) versehen ist, wobei das mindestens eine zweite elastische Element (45) durch die Nuten (422) verläuft; dass das mindestens eine zweite elastische Element (45) eine Vielzahl von Blattfedern (451) bildet, wobei die Enden der Blattfedern (451) und das Ende des mindestens einen ersten elastischen Elements (43) in der Axialrichtung einen Höhenunterschied haben; dass die erste Basis (42) mit einer Aufnahmeausnehmung (423) versehen ist, wobei ein Teil des mindestens einen ersten elastischen Elements (43) radial eingeschränkt in der Aufnahmeausnehmung (423) angeordnet ist, und dass eine Einstellstange sich von der zweiten Basis (44) erstreckt, wobei die Einstellstange (441) mit einem Einstellelement (50) verbunden ist, das relativ zum Zylinder (10) gedreht werden kann, wobei der Zylinder (10) ferner mit einem Fenster (101) und einem Drehmomentanzeigeelement (102) versehen ist, wobei die Einstellstange (441) mit einer Gewindehülse (442) verbunden ist, wobei ein Zeiger (103) axial beweglich in die Gewindehülse (442) eingreift und im Fenster (101) freigelegt wird, wobei das Drehmomentanzeigeelement (102) mit dem Zeiger (103) korrespondiert.