DE3139140A1 - "vorrichtung zur drehmomentbegrenzung" - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Drehmomentbegrenzung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Derartige Vorrichtungen dienen dazu, auf Werkzeuge oder dergleichen ein Drehmoment zu übertragen, das einen vorgegebenen
Höchstwert nicht überschreitet.
Es sind Vorrichtungen zur Drehmomentbegrenzung bekannt,
die wenigstens zwei Hauptteile umfassen, die mit Hilfe einer mit Bundringen zusammenwirkenden Lagerhülse zusammengehalten
werden. Die Anordnung von Lagerhülse und Bundringen führt dazu, daß herkömmliche Vorrichtungen der
gattungsgemäßen Art verhältnismäßig groß und unförmig sind und deshalb nur schwer an solchen Arbeitsplätzen, beispielsweise
an Montagebändern eingesetzt werden können, bei denen für das Werkzeug nur ein geringer Bewegungsspielraum vorhanden
ist. Ein weiterer Nachteil herkömmlicher Vorrichtungen besteht darin, daß die Reibung zwischen Lagerhülse und
Bundring zu einer unerwünschten Aufheizung der Vorrichtung
20 während des Betriebs führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach herzustellende
Vorrichtung zur Drehmomentbegrenzung zu schaffen, deren Abmessungen gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen verringert
sind und bei der die Erzeugung von Reibungswärme während des Betriebs vermieden wird.
Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Drehmomentbegrenzung umfaßt im wesentlichen einen zylindrischen Sockel und eine
in ein offenes Ende dieses Sockels eingepaßte zylindrische Buchse, die derart in dem Sockel gelagert ist, daß sie in
bezug auf den Sockel drehbar, jedoch nicht in Längsrichtung
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TITAN TOOL COMPANY
verschiebbar ist. Erfindungsgemäß ist zur Lagerung der
Buchse in dem Sockel ein Kugellager vorgesehen, dessen Lagerkugeln derart in öffnungen in einer Seitenwand der
zylindrischen Buchse festgelegt sind, daß sie in eine ringförmige Lagerungsnut an der Innenfläche der zylindrischen
Seitenwand des Sockels eingreifen.
Zur übertragung des Drehmoments zwischen Sockel und Buchse
sind bevorzugt weitere Lagerkugeln vorgesehen, die durch öffnungen in einer Stirnwand der Buchse ragen und durch die
in Längsrichtung der Buchse wirkende Kraft einer Druckfeder in kugelsegmentförmige Ausnehmungen in einer Stirnwand des
Sockels gespannt sind. Sobald das Drehmoment einen vorgegebenen Höchstwert überschreitet, werden die Lagerkugeln
gegen die Kraft der Druckfeder aus den kugelsegmentförmigen Ausnehmungen herausgedrängt, so daß sie eine Drehung der
Buchse in bezug auf den Sockel gestatten. Zur Einstellung der Vorspannung der Druckfeder und damit des Höchstwertes
des Drehmoments kann ein Stellglied vorgesehen sein.
Dadurch, daß zur Lagerung der Buchse in dem Sockel ein Kugellager vorgesehen ist, ist bei einer Drehung der Buchse
in bezug auf den Sockel die Reibung so weit vermindert, daß nur wenig Reibungswärme erzeugt wird.
Da daß in der oben beschriebenen Weise im Inneren des Sockels angebrachte Kugellager die Buchse und den Sockel
derart zusammenhält, daß sie gegeneinander drehbar jedoch nicht in Längsrichtung gegeneinander verschiebbar sind,
sind zum Zusammenhalten von Buchse und Sockel am äußeren Umfang der beiden Bauteile weder Lagerungshülsen noch
Bundringe erforderlich, so daß die äußeren Abmessungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung geringer als die einer herkömmlichen
Vorrichtung sein können.
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Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 ist eine perspektivische Dar-
stellung einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung;
Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie
.2-2 in Figur 1; 10
Fig. 3 ist eine Explosionsdarstellung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die erfindungsgemäße Drehmoment-Begrenzungsvorrichtung umfaßt
einen zylindrischen Sockel 10 und eine zylindrische Buchse 12. Die Buchse 12 ist in bezug auf den Sockel 10
drehbar, jedoch in Längsrichtung festgelegt, wie weiter unten näher erläutert wird. Zwei Verbindungselemente 14 und
16 sind an entgegengesetzten Enden der Vorrichtung angebracht, und dienen zur Verbindung derselben mit einer
Drehmomentquelle und einem anzutreibenden Werkzeug. Im dargestellten Beispiel handelt es sich bei den Verbindungselementen
um ein Gewindeteil 16 und einen Steckschlüsselkopf 14. Die Ausführung der verwendeten Verbindungselemente
hängt selbstverstähölich im Einzelfall von der jeweiligen
Verwendungsart und den benutzten Werkzeugen ab.
In dem Fall, daß ein Steckschlüsselkopf 14 benutzt wird,
weist dieser Steckschlüsselkopf 14 mit Vorteil ein Außengewinde auf, das in ein Innengewinde der Buchse 12 einschraubbar
ist.
Die Buchse 12 ist mit Hilfe von Kugellagerkugeln 24, die mit einer in einer Seitenwand des Sockels 10 vorgesehenen
Lagerungsnut 28 zusammenwirken, drehbar in dem Sockel 10 gelagert und gegen Längsverschiebung gesichert. Die Kugel-
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lagerkugeln 24 sind in öffnungen 26 in einer Seitenwand der Buchse 12 angebracht und durch eine Scheibe 30 in
ihrer Position gehalten. Bei der hier beschriebenen bevorzugten Ausführungform dient die Scheibe 30 zugleich
als Federteller für eine Feder 32, wie weiter unten näher erläutert wird. Die in die Lagerungsnut 28 eingreifenden
Kugellagerkugeln 24 verhindern somit eine Längsverschiebung
der Buchse 12, ohne jedoch eine Drehung derselben in bezug auf den Sockel 10 zu verhindern. Die Anzahl und Größe
der öffnungen und der Kugellagerkugeln kann bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung jeweils der
Größe dieser Vorrichtung und der vorgesehenen Verwendungsart angepaßt werden. Zur Übertragung des Drehmoments
zwischen dem Sockel 10 und der Buchse 12 sind Lagerkugeln 20 vorgesehen, die jeweils in kugelsegmentförmigen Aus-
; nehmungen 16 in dem Sockel 10 gelagert sind und sich in
Öffnungen 22 in einem Boden 21 der Buchse 12 erstrecken. Die Summe aus der Tiefe der Ausnehmungen 18 und der
Stärke des Bodens 21 sollte zumindest annähernd mit dem Durchmesser der Lagerkugeln 20 übereinstimmen.
Auf die das Drehmoment übertragenden Lagerkugeln 20 wird durch den Federteller 30 eine in Längsrichtung der Hülse
12 gerichtete Kraft der Druckfeder 32 übertragen, die die Lagerkugeln 20 in die kugelsegmentförmigen Ausnehmungen
preßt. Wie bereits ausgeführt wurde, dient der Federteller 30 bei dem hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel
zugleich als Feststell-Scheibe für die Lagerkugeln 24. Als Alternative können zur Erfüllung dieser Funktionen
jedoch auch andere geeignete Bauelemente, beispielsweise ein dünnwandiges, hohlzylindrisches Feststellelement und
ein dünner Federteller vorgesehen sein.
Ferner ist es vorteilhaft, die erfindungsgemäße Vorrichtung
derart zu gestalten, daß die von der Druckfeder 32 er-
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zeugte Kraft einstellbar ist, doch ist dies nicht unbedingt erforderlich. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist zum Einstellen der Kraft der Druckfeder 32 bevorzugt ein Stellglied 34 mit Außengewinde vorgesehen, das in das
Innengewinde der Buchse 12 eingeschraubt ist. Das Stellglied 34 weist Gewindebohrungen 38 auf und ist zur Einstellung
der Federkraft jederzeit mit Hilfe eines in diese Gewindebohrungen eingeführten schmalen länglichen Gegenstandes
drehbar. Die Gewindebohrungen 38 und eine in einer Seitenwand der Buchse 12 vorgesehene öffnung 33
erleichtern die Einstellung der Federkraft. Lösbare Feststellschrauben 3 6 können derart in die Gewindebohrungen
38 eingeschraubt sein, daß sie durch die Öffnung 33 ragen und das Stellglied 34 gegen unbeabsichtigtes Verdrehen
sichern..
Sofern zwischen der Buchse 12 und dem Sockel 10 ein zu
starkes Drehmoment auftritt, werden die das Drehmoment übertragenden Lagerkugeln 20 gegen die Kraft der Druckfeder
32 nach oben aus den Ausnehmungen 18 herausgepreßt, so daß sie über den Boden des Sockels 10 gleiten können und somit
eine Drehung der Buchse 12 in bezug auf den Sockel 10 ermöglichen.
Diese Drehung der Buchse 12 verhindert die Anwendung eines zu starken Drehmoments und zeigt zugleich an,
daß ein angemessen hohes Drehmoments ausgeübt wurde.
Dadurch, daß erfindungsgemäß die Buchse 12 mit Hilfe der
Lagerkugeln 24 in dem Sockel 10 festgelegt ist, und daß die Lagerkugeln 24 mit der innen an der Seitenwand des
Sockels 10 angebrachten Lagerungsnut 28 zusammenwirken, wurde die herkömmliche unförmige Lagerkonstruktion mit
einer mit Bundringen zusammenwirkenden Lagerhülse vermieden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist somit
schlanker als eine herkömmliche Vorrichtung und daher in
35t einer größeren Vielfalt von AnwendungsSituationen ein-
TER MEER · MÜLLER · ST.EfNJlVlEISTER "..- ""TITAN TOOL COMPANY
setzbar- Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung
besteht darin, daß durch die reibungsarme Lagerung der Hülse 12 in dem Sockel 10 die Wärmeerzeugung
bei dem Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung vermindert ist, so daß diese während des Betriebs eine
geringere Temperatur aufweist als eine herkömmliche Vorrichtung
Claims (8)
- PATENTANWÄLTETEiR MEER - MÜLLER - STEINMEISTERBeim Europäischen Patentamt zugelassene Vertreter Prof. Representatives before the European Patent Office - Mandatalres agrees pres !'Office europeen des brevetsDipL-Ghem. Dr. N. ter Meer Dipl.-lng. H. Steinmeister. Müller · Artur-Ladebeck-Strasse 51Triftstrasse 4,D-8000 MÖNCHEN 22 D-4800 BIELEFELD 1JAO 42143
St/Wi/koTITAN TOOL COMPANYFairview, Pennsylvania 16415USAVORRICHTUNG ZUR DREHMOMENTBEGRENZUNGPRIORITÄT: 29. Dezember 1980, USA, No. 221,322PATENTANSPRÜCHEVorrichtung zur Drehmomentbegrenzung, die ein erstes an einem Ende offenes und am anderen Ende geschlossenes, im wesentlichen zylindrischen Bauteil und ein zweites, ebenfalls an einem Ende offenes und am anderen Ende geschlossenes, im wesentlichen zylindrisches Bauteil umfaßt, welches zweite Bauteil mit seinem geschlossenen Ende derart in dem offenen Ende des ersten Bauteils gelagert ist, daß es in Längsrichtung in bezug auf das erste Bauteil festgelegt, jedoch nach Ausrasten einer auf Drehmoment-Überlastung ansprechenden Kupplung in bezug auf das erste Bauteil drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lagerung des zweiten Bauteils (12) in dem ersten Bauteil (10) ein Kugel-Ill "- - : - :". : 3139U0TERMEER- MÜLLER . STElNMElSTEi?*-* .* TITAN TOOL COMPANYlager vorgesehen ist, das Lagerkugeln (24) umfaßt, die mit Hilfe eines Feststell-Elements (30) in öffnungen (26) in der zylindrischen Wand des ersten Bauteils (12) festgelegt sind und in eine ringförmige Lagerungsnut (28) an der Innenfläche der zylindrischen Wand des ersten Bauteils (10) eingreift. - 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein erstes Verbindungselement (16), das nach außen von dem geschlossenen Ende des ersten Bauteils (10) vorspringt und ein zweites Verbindungselement (14), das aus dem offenen Ende des zweiten Bauteils (-12) hervorragt.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die auf Drehmoment-Überlastung ansprechende Kupplung eine Anzahl von Lagerkugeln (20) umfaßt, die in kuge!segmentförmigen'Ausnehmungen (18) in der inneren Oberfläche einer Stirnwand (21) am geschlossenen Ende des ersten Bauteils (10) gelagert sind, durch öffnungen (22) in einer Stirnwand am geschlossenen Ende des zweiten Bauteils (12) ragen und durch eine Druckfeder (32) gegen die Ausnehmungen (18) vorgespannt sind, und daß die Kraft der Druckfeder (32) mit Hilfe eines Stellglieds (34) einstellbar ist.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zweiten Bauteil (12) ein im wesentlichen scheibenförmiger Federteller (30) angebracht ist, der durch die Druckfeder (32) gegen die Lagerkugeln (20) gespannt ist.
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Bauteil (12) an seiner zylindrischen Wand ein Innengewinde aufweist, und daß das Stellglied (34) eine mit Außengewinde versehene Mutter um-: : j . : : j.X ": 3139U0TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER ·· ""TTTAN TOOL COMPANYfaßt, die in das zweite Bauteil (12) eingeschraubt ist.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Verbindungselement (14) in das Innengewinde des zweiten Bauteils (12) eingeschraubt ist.
- 7. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der in den Aus- nehmungen (18) gelagerten Lagerkugeln (20) im wesentlichen gleich der Summe aus der Tiefe dieser Ausnehmungen (18) und der Tiefe der öffnungen (.22) in der Stirnwand des zweiten Bauteils (12) ist.
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Feststellelement zur Befestigung der Lagerkugeln (24) durch den Federteller (30) gebildet ist.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |