DE3140288A1

DE3140288A1 - Selbstausloesender drehmomentschluessel

Info

Publication number: DE3140288A1
Application number: DE19813140288
Authority: DE
Inventors: Kurt 5650 Solingen Kränzer
Original assignee: FORST SALTUS WERK; Saltus Werk Max Forst GmbH
Current assignee: FORST SALTUS WERK; Prosperas GmbH
Priority date: 1981-10-10
Filing date: 1981-10-10
Publication date: 1983-04-28

Description

Selbstauslösender Drehmomentschlüssel
Die Erfindung betrifft einen selbstauslösenden Drehmomentschlüssel mit einer die Auslösung bewirkenden federbelasteten Kupplung zwischen Werkzeugträger und Werkzeugheft, welche Kupplung vori in einem Käfig gelagerten Kugeln gebildet ist, die zentral von einer axial verlaufenden Spannfeder radial auSwärts belastet sind und mit einem Teil ihrer Umfangsfläche in Vertiefungen einer den Käfig umfassenden Büchse ragen, welche Vertiefungen gerundet verlaufen und einen grösseren Querschnitt besitzen als der auswärts vorstehende Umfangsbereich der Kugeln.
Eine derartige Ausgestaltung ist bekannt aus der GB-PS 856 136, wobei die Vertiefungen eine dem Kugeldurchmesser angepaßte Stufe ausbilden, die in kontinuierlichem Bogen bis auf das Maß des Außendurchmessers des Käfigs ausläuft. Nachteilig an dieser Ausgestaltung ist die Tatsache einer erschwerten Herstellung der Vertiefungen. Sodann wirkt dieser Drehmomentschlüssel nicht in beiden Drehrichtungen gleichmäßig.
Ein weiterer Nachteil ist in dem größeren Verschleiß zu sehen, der insbesondere an der stufenartigen Übergangsstelle der Vertiefungen auftritt. Darüber hinaus liegt keine gleichmäßige Abstützung des Werkzeugträgers im Bereich der Kupplungsstelle vor.
Dem Gegenstand der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehmomentschlüssel der vorgenannten Gattung in herstellungstechnisch einfacher Weise gebrauchsvorteilhafter auszugestalten derart, daß neben einem geringeren Verschleiß, leichterer Herstellbarkeit und verbesserter Abstützung des Werkzeugträgers dieser in beiden Drehrichtungen gleichmäßig wirkt.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß der die Vertiefungen formende Innenquerschnitt in Art eines Polygones mit gerundeten, sich beiderseits über einen mittleren Kugelanlagepunkt- erstreckenden Scheitelbereichen gebildet ist, zwischen denen sich in winkelsymmetrischer Lage zu jeweils benachbarten Kugeln ein kurzer konzentrischer Käfig-Lagerabschnitt erstreckt.
Zufolge derartiger Ausgestaltung ist ein gattungsgemäßer Drehmomentschlüssel von erhöhtem Gebrauchswert geschaffen Der die Vertiefungen formende Innenquerschnitt gestattet wegen seiner symmetrischen Gestalt eine erleichterte Herstellung unter Reduzierung der Herstellungskosten des Drehmomentschlüssels. Sodann liegt eine punktförmige Abstützung der Kugeln im mittleren Scheitel bereich der Vertiefungen vor, wobei die in winkelsymmetrischer Lage zu jeweils benachbarten Kugeln vorgesehenen konzentrischen Käfig-Lagerabschnitte zu einer insgesamt gleichmäßigen Abstützung des Käfigs im Bereich der Kupplung führen. Der Drehmomentschlüssel wirkt in beiden Mitnahmerichtungen gleichmäßig. Es ist eine feinfühlige Einstellbarkeit gegeben.
Auch ist der Verschleiß stark herabgesetzt, so daß über lange Gebrauchszeiten eine genaue Auslösung gewährleistet ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung ist darin zu sehen, daß das Polygon einen dreieckförmigen Grundriß besitzt. Es liegen in einem solchen Falle drei Kugelanlagepunkte und drei Käfig-Lagerabschnitte vor, und zwar in gleichmäßiger Winkelverteilung.
Damit das Werkzeugheft bei Benutzung gut in der Hand liegt, ist die Mantelfläche des Werkzeugheftes über die ganze Länge kodiert.
Zwecks Verminderung der Reibung ist der Werkzeugträger im Werkzeugheft durch beiderends angeordnete Axial-Nadellager gestützt, welche im wesentlichen Axialkräfte aufzunehmen haben.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die Federspannkraft einstellbar ist derart, daß das obere von einer Nachstellmutter belastete Ende der Spannfeder andererends in einen Topf eintritt, dessen Boden auf eine die Kupplungskugeln belastende Zentral kugel drückt. Demgemäß kann die Feder in ihrem Durchmesser groß gehalten werden trotz durchmesserkleinerer Zentralkugel. Das der Zentralkugel ' zugekehrte Ende der Feder ist sodann sicher fixiert und übt keinen störenden Einfluß aus.
Dabei erweist es sich von Vorteil, daß der Topfboden eine Kehle zum Teil-Eingriff der Zentral kugel besitzt. Die von der Spannfeder ausgeübte Kraft wird daher stets zentral in die Zentral kugel eingeleitet.
Eine Abweichung ist nicht möglich, so daß in Verbindung mit der vorerwähnten gleichmäßigen Abstützung des Käfigs im Bereich der Kupplungsstelle eine absolut gleichmäßige Kraftverteilung auftritt.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Fig. 1 bis 6 erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine Ansicht eines Drehmomentschlüssels mit zugeordnetem, als Nuß ausgebildetem Werkzeug, Fig. 2 einen Längsmittelschnitt durch Fig. 1, Fig. 3 in stark vergrößerter Darstellung einen Längsmittelschnitt im Bereich der Kupplung gemäß der Grundstellung des Drehmomentsch 1 üssel s, Fig. 4 einen Querschnitt durch Fig. 3 im Bereich der Kugeln, Fig. 5 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung, jedoch in der Auslösestellung und Fig. 6 einen Querschnitt durch Fig. 5 im Bereich der Kugeln.
Der Drehmomentschlüssel besitzt ein zylindrisches Werkzeugheft 1, dessen Mantelfläche, wie in Fig. 1 dargestellt ist, auf ganzer Länge eine Kordierung 2 aufweist. Das hülsenartig gestaltete Werkzeugheft 1 bildet an seinem oberen Ende 1 ein Innengewinde 3 aus, in welches eine mit einem Innensechskant 4 für ein entsprechendes Verstellwerkzeug ausgestattete Nachstellmutter 5 eingeschraubt ist. Letztere wird von einem endständigen Deckel 6 überfangen, der mit einem Gewindefortsatz 7 in das Ende 1 eintritt.
An der Nachstellmutter 5 stützt sich der Boden 8 eines topfförmigen Zwischenstücks 9 ab. Auf der Mantelfläche des Zwischenstücks 9 befindet sich eine Markierung 10, die durch ein Fenster 11 des Werkzeugheftes 1 erkennbar ist und mit einer dortigen Skala 12 zusammenwirkt.
Innenseitig tritt gegen den Topfboden 8 des Zwischenstücks 9 ein Axial-Nadellager 13, an welchem sich das eine Ende einer axial im Werkzeugheft verlaufenden Spannfeder 14 abstützt. Dieselbe ist als Druckfeder ausgebildet, deren anderes Ende in einen im Heft 1 längsverschieblich geführten Topf 15 eintritt und dessen Topfboden 16 beaufschlagt. Mittig ist die Unterseite des Topfbodens 16 mit einer Kehle 17 ausgestattet, welche zum Teil-Eingriff einer in einer zentralen Bohrung 18 eines Käfigs 19 geführten Zentral kugel 20 dient. In die zentrale Bohrung 18 münden drei in gleicher Winkelverteilung angeordnete, radiale Käfigbohrungen 21, die Kupplungskugeln 22 aufnehmen.
Letztere werden von der Zentral kugel 20 in radialer Richtung auswärts gedrückt. Begrenzt ist die Verlagerung der über den Außendurchmesser des Käfigs vorstehenden Kupplungskugeln 22 durch Vertiefungen 23 einer den Käfig 19 umfassenden, in dem Heft 1 fest angeordneten Büchse 24.
Beim Ausführungsbeispiel ist der die Vertiefungen 23 formende Innen-Querschnitt als Polygon mit dreieckförmigem Grundriß gestaltet, dessen Scheitelbereiche B gerundet sind. Der mittlere Kugelanlagepunkt P befindet sich demgemäß an der tiefsten Stelle der Vertiefung 23, also in der Mitte des Scheitelbereiches B. In winkelsymmetrischer Anordnung zwischen jeweils benachbarten Kugeln 22 erstreckt sich ein kurzer konzentrischer Käfig-Lagerabschnitt 25. Somit erfährt der Käfig 19 eine Abstützung an drei Kugelanlagepunkten P und an drei Käfig-Lagerabschnitten 25, welche Abstützpunkte, durch Strahlen in Fig. 4 angedeutet, in gleichmäßiger Winkelverteilung angeordnet sind.
An die Büchse 24 schließt sich ein in das Innengewinde des unteren Endes 1" des Heftes eingeschraubtes Verschlußteil 26 an, welches ein Axial-Nadellager 27 trägt, an welchem sich der Käfig 19 abstützt, der sich seinerseits in einen das Verschlußteil 26 durchsetzenden Betätigungsschaft 19' fortsetzt. Endseitig ist dieser mit einem Vierkant 28 zum Anstecken eines Werkzeugs versehen, welches in vorliegendem Falle als Nuß 29 ausgebildet ist.
Gemäß Fig. 2 bis 4 nimmt der Drehmomentschlüssel die Ausgangsstellung ein. Die Kupplungskugeln 22 stützen sich demgemäß an den mittleren Kugelanlagepunkten P ab. Wird nun mittels des Werkzeugheftes 1 eine Kraft über das Werkzeug 29 auf eine Schraube ausgeübt und übersteigt diese Kraft ein gewisses Drehmoment, so führt dieses zu einer Relativverdrehung des Werkzeugheftes 1 mit Büchse 24 zum aus Käfig 19 und Betätigungsschaft 19' bestehenden Werkzeugträger. Die Kugeln 22 werden über die gerundeten Scheitelbereiche B in radialer Richtung einwärtsgesteuert und verlagern die Zentral kugel 20 in Aufwärtsrichtung, die ihrerseits über den Topfboden 16 die Spannfeder 14 zusammendrückt, vergl. Fig. 5 und 6. Dem Benutzer ist damit angezeigt, daß das eingestellte Drehmoment erreicht ist.
Alle in der Beschreibung erwähnten und in der Zeichnung dargestellten neuen Merkmale sind erfindungswesentlich, auch soweit sie in den Ansprüchen nicht ausdrücklich beansprucht sind.
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Claims

ANSPRÜCHE Selbstauslösender Drehmomentschlüssel mit einer die Auslösung bewirkenden federbelasteten Kupplung zwischen Werkzeugträger und Werkzeugheft, welche Kupplung von in einem Käfig gelagerten Kugeln gebildet ist, die zentral von einer axial ' verlaufenden Spannfeder radial auswärts belastet sind und mit einem Teil ihrer Umfangsfläche in Vertiefungen einer den Käfig umfassenden Büchse ragen, welche Vertiefungen gerundet verlaufen und einen größeren Querschnitt besitzen als der auswärts vorstehende Umfangsbereich der Kugeln, dadurch gekennzeichnet, daß der die Vertiefungen (23) formende Innenquerschnitt in Art eines Polygones mit gerundeten, sich beiderseits über einen mittleren Kugelanlagepunkt (P) erstreckenden Scheitelbereichen (B) gebildet ist, zwischen denen sich in winkelsymmetrischer Lage zu jeweils benachbarten Kugeln (22) ein kurzer konzentrischer Käfig-Lagerabschnitt (25) erstreckt.
2. Drehmomentschlüssel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polygon einen dreieckförmigen Grundriß besitzt.
3. Drehmomentschlüssel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche des Werkzeugheftes (1) über die ganze Länge kordiert ist.
4. Drehmomentschlüssel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugträger im Werkzeugheft (1) durch beiderends angeordnete Axial-Nadellager (13, 27) gestützt ist.
5. Drehmomentschlüssel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federspannkraft einstellbar ist derart, daß das obere von einer Nachstellmutter (5) belastete Ende der Spannfeder (14) andererends in einen Topf (15) eintritt, dessen Boden (16) auf eine die Kupplungskugeln (22) belastende Zentral kugel (20) drückt.
6. Drehmomentschlüssel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Topfboden (16) eine Kehle (17) zum Teil-Eingriff der Zentralkugel (20) besitzt.