08.07.2020 | Kategorie : spectrum

Auslösesysteme bei Drehmomentschlüsseln

Die wichtigsten Schaltmechanismen signalgebender Drehmomentschlüssel


Um eine Schraubverbindung mit einer exakt definierten Vorspannkraft herzustellen, muss der Schraubenanzug zumindest mittels Drehmoment, gegebenenfalls auch mittels Drehmoment/Drehwinkel erfolgen. Ein derart kontrollierter Schraubenanzug ist für private Schrauber heutzutage ebenso unerlässlich wie für internationale Industriekonzerne. Um ihn durchzuführen, ist ein geeignetes Messmittel erforderlich, etwa ein Drehmomentschlüssel.

Grundsätzlich unterscheidet man zwischen auslösenden und anzeigenden Drehmomentschlüsseln. Ihre Funktionalität wird über eine mechanische, elektronische oder elektromechanische Methode – eine Mischform der ersten beiden Arten – sichergestellt.

Mechanisch auslösende Drehmomentschlüssel arbeiten mit den folgenden Auslösemechanismen:

 

System A - Rutschkupplung

Bei der Rutschkupplung greift ein mit einer Feder verbundener Bolzen formschlüssig in eine gegenüberliegende Schraubentasche. Je nach eingestelltem Drehmoment ist die Feder dabei stark oder weniger stark gespannt und drückt den Bolzen somit stark oder weniger stark in seine Rastposition. Wird das definierte Anzugsdrehmoment erreicht, rutscht der Bolzen mit einem spürbaren Ruck aus der Schraubentasche. Je nach Ausführung kann dieser Auslösemechanismus über bis zu sechs Schraubentaschen verfügen. STAHLWILLE verwendet ihn in modifizierter Form ausschließlich für Drehmomentschraubendreher bis 10 N·m.

Vorteile:

  • Es ist kein Überziehen bzw. Überdrehen der Schraube möglich. Daher eignet sich dieses Verfahren ideal für geringe Drehmomente.

Nachteile:

  • Bei hohen Drehmomenten ist die einwirkende Kraft im Moment des Auslösens nur schwer zu kontrollieren. Es besteht ein gewisses Verletzungsrisiko.
  • Die Feder muss nach der Verwendung auf „0“ rückgestellt (entlastet) werden.
  • Dieser Auslösemechanismus ist nur schwer zu kalibrieren/justieren. 
  • Jede Schraubentausche muss individuell kalibriert/justiert werden.

 

System B - Kniehebel

Bei der Auslösung mittels Kniehebel kommt ein federbelastetes Gelenkelement zum Einsatz. In der Ruheposition ist es angewinkelt. Beim Auslösen bewegt es sich in die Mitte und schlägt dabei gegen einen Bolzen. Je nach eingestelltem Auslösemoment ist die Federspannung niedriger oder höher, so dass ein für dieses Drehmoment spezifischer Kraftaufwand nötig ist, um die Position des Kniehebels zu verändern.

Vorteile:

  • Diese Auslösemethode bietet ein starkes haptisches Feedback bei Auslösung.

Nachteile:

  • Das System ist relativ anfällig für Verschleiß: Es verfügt über viele Reibungspunkte, die je nach Auslösewert hohen Belastungen ausgesetzt sind.
  • Die Feder muss nach der Verwendung auf „0“ rückgestellt (entlastet) werden.
  • Der Drehmomentschlüssel ist nur schwer zu kalibrieren/justieren.

 

System C - Schaltkante

Beim Auslösemechanismus mit Schaltkante drückt ein federbelasteter Bolzen gegen die Unterseite der Schaltkante. Die Oberseite der Schaltkante wird gleichzeitig gegen das obere Schaltelement gepresst und blockiert dieses. Beim Erreichen des voreingestellten Auslösemoments kippt die Schaltkante nach unten und gibt das obere Schaltelement frei.

Vorteile:

  • Dieses System bietet ein gutes haptisches Feedback.
  • Der Verschleiß ist vergleichsweise gering aufgrund weniger Reibungspunkte.
  • Die Messung ist präziser als die einer Rutschkupplung oder eines Kniehebels.

Nachteile:

  • Die Feder muss nach der Verwendung auf „0“ rückgestellt (entlastet) werden.
  • Der Drehmomentschlüssel ist nur schwer zu kalibrieren/justieren.

 

System D - Kippwürfel

Bei diesem Auslösesystem wirkt die Kraft der Feder auf den „Kippwürfel“ zwischen den Schaltelementen. Die Spannung der Feder variiert entsprechend dem vorab eingestellten Auslösemoment. Sobald das Auslösemoment erreicht wird, bewegt sich der Würfel aus seiner geraden Lage in eine gekippte Position und erzeugt ein Klicken sowie ein haptisches Signal.

Vorteile:

  • Die Auslösung mittels Kippwürfel erlaubt die Umschaltung zwischen Rechts- und Linksanzug.
  • Das System ist wenig anfällig gegenüber Verschleiß.

Nachteile:

  • Das System ist in Produktion und Anschaffung vergleichsweise teuer.
  • Das Auslösen im niedrigen Drehmomentbereich ist kaum hör- oder fühlbar.
  • Die Feder muss nach der Verwendung auf „0“ rückgestellt (entlastet) werden.
  • Der Drehmomentschlüssel ist nur schwer zu kalibrieren/justieren.

 

System E – Schaltkante mit Biegestab

Die Schaltkante mit Biegestab ist in allen mechanischen Drehmomentschlüsseln von STAHLWILLE anzutreffen. Ein Verschieben des Einstellelements am Biegestab verändert dessen effektiven Hebelarm. Unter Last kippt das linke Schaltelement nach unten, das rechte strebt nach oben und wird von der Schaltkante aufgehalten. Sobald der Widerstand des Biegestabs überwunden ist, bewegt sich das rechte Schaltelement hör- und spürbar weiter nach oben.

Vorteile:

  • Die Auslösung mittels Schaltkante und Biegestab arbeitet nahezu verschleißfrei.
  • Der Anwender kann das System ohne Demontage von außen justieren.
  • Im unbelasteten Zustand ist der Biegestab dieses Auslösesystems nicht vorgespannt. Es ist kein Rückstellen der Feder auf „0“ erforderlich.
  • Das Auslösen erfolgt mit einem deutlichen haptischen und akustischen Feedback.

Nachteile:

Das nahezu verschleißfreie System ist komplex aufgebaut. Es erfordert hochwertige Materialien. Daher sind die Produktions- und Anschaffungskosten höher als bei weniger langlebigen Konstruktionen.