[0001] Die Erfindung betrifft einen Drehmomentschlüssel zum kontrollierten Anziehen von
Schrauben, Muttern etc., mit einem ersten Schaft, der an seinem äußeren Ende mit einem
Handgriff versehen ist, einem zweiten Schaft, der fest mit einem Werkzeugkopf verbunden
ist, einem die Schäfte gelenkig verbindenden Schwenkbolzen mit quer zur Anzugsrichtung
ausgerichteter Achse, einem zwischen zwei einander gegenüberliegenden Aufnahmen der
Schäfte angeordneten, federbelasteten Sperrelement, welches die Schäfte unterhalb
eines einstellbaren Drehmomentwertes gegeneinander sperrt und oberhalb des Drehmomentwertes
entsperrt, so daß diese eine begrenzte Relativverschwenkung durchführen können, einem
Meßelement zum Erfassen der an einem der Schäfte wirkenden Materialspannungen, einer
Auswerteeinheit zur Verarbeitung der Meßwerte des Meßelementes und zur Umrechnung
der Meßwerte in Drehmomentwerte, und einem Anzeigeelement für die Anzeige des vorgegebenen
Drehmomentwertes sowie für die Anzeige der errechneten Drehmomentwerte.
[0002] Drehmomentschlüssel mit einstellbaren Drehmomentwerten sind bekannt. Das Überschreiten
des eingestellten Drehmoments macht sich für den Benutzer durch ein kurzzeitiges Nachgeben
des Drehmomentschlüssels, das sogenannte "Auslösen", bemerkbar. Der Benutzer spürt
einen kurzen Ruck, verbunden mit einem knackenden Geräusch, wodurch ihm signalisiert
ist, daß nunmehr der eingestellte Drehmomentwert erreicht ist.
[0003] Eine wirklich genaue Dosierung des Anzugsmomentes ist mit einem solchen Drehmomentschlüssel
nicht möglich, da bei einem forcierten Anziehen des Drehmomentschlüssels nach Erreichen
des eingestellten Drehmomentes keine wirkliche Auslösung im Sinne einer sofortigen
Unterbrechung des Anzugsmomentes stattfindet. Vielmehr führt die Auslösung nur zu
einem kurzzeitigen Absinken des Anzugsmomentes, worauf dann anschließend sofort wieder
das vom Benutzer aufgebrachte Hebelmoment einwirkt. Denn infolge der Geschwindigkeit,
mit der diese Vorgänge ablaufen, hat es der Benutzer praktisch nicht in der Hand,
auf das Auslösesignal sofort mit einem Beenden der Anzugskraft zu reagieren. Der Drehmomentschlüssel
wird über den eingestellten Anzugswert hinaus "überrissen".
[0004] Die EP-A-0 360 893 zeigt einen gattungsgemäßen Drehmomentschraubenschlüssel. Zum
Messen und Anzeigen des jeweils gerade bewegten Drehmomentes weist dieser eine Meßeinrichtung
auf, die von einem Kraftsensor oder von in einer Wheatstone-Meßbrücke geschalteten
Dehnungsmeßstreifen gebildet ist. Eine genauere Realisierung des Anzeigeelementes
und die Ausgestaltung deren Anzeigen sind nicht offenbart.
[0005] Allen im Stand der Technik vorbekannten Lösungen ist gemeinsam, daß für den Benutzer
eine genaue Dosierung des Anzugmomentes nicht möglich ist, da er nicht jederzeit abschätzen
kann, wie weit das von ihm aufgebrachte Anzugsmoment sich bereits dem vorgebbaren
maximalen Drehmomentwert angenähert hat.
[0006] Der Erfindung liegt somit die
Aufgabe zugrunde, ein Drehmomentschlüssel der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern,
daß für den Benutzer eine genauere Dosierung des Anzugsmomentes ermöglicht wird.
[0007] Zur technischen
Lösung wird ein Drehmomentschlüssel der gattungsgemäßen Art vorgeschlagen, wobei das Anzeigeelement
unter anderem eine grafische Anzeige, vorzugsweise eine Balken-Anzeige, zum stufenlosen
Anzeigen der errechneten Drehmomentwerte aufweist, bei der die Länge der jeweils dargestellten
Grafik ein Maß für den aktuellen Drehmomentwert ist und der Grafik eine den vorgegebenen
Drehmomentwert repräsentierende Maximalwert-Anzeige optisch zugeordnet ist.
[0008] Mit der Erfindung wird ein Drehmomentschlüssel bereitgestellt, der dem Benutzer eine
besonders genaue Dosierung des Anzugsmomentes ermöglicht. Die aktuellen Drehmomentwerte
werden laufend ermittelt und dem Benutzer über das Anzeigeelement angezeigt. Für den
Benutzer ist auf diese Weise jederzeit abschätzbar, wie weit das von ihm aufgebrachte
Anzugselement sich bereits dem einstellbaren maximalen Drehmomentwert angenähert hat.
Der Benutzer kann daher, nachdem er das baldige Erreichen des Auslösemomentes erkennt,
seine Kraft gezielt bis zum Erreichen des Auslösewertes dosieren. Durch die grafische
Anzeige und die der grafischen Anzeige optisch zugeordneten, den vorgegebenen Drehmomentwert
repräsentierende Maximalwert-Anzeige kann der Benutzer durch Beobachten der Anzeige
exakt nachverfolgen, inwieweit sich der momentan erzeugte Drehmomentwert bereits dem
Maximalwert angenähert hat. Dadurch ist eine besonders feinfühlige Betätigung des
Drehmomentschlüssels bis zum Erreichen des Auslösewertes möglich, ohne daß der Benutzer,
wie dies beispielsweise bei Verwendung einer Ziffernanzeige erforderlich wäre, laufend
Differenzwerte berechnen muß.
[0009] Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist das Sperrelement ein würfelförmiges Kippelement,
welches zugleich an Aufnahmeflächen beider Schäfte anliegt.
[0010] Mit der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, daß der eine Schaft den anderen Schaft
auf einem Teil von dessen Länge umhüllt, und daß das Meßelement ein Dehnungsmeßelement
ist, welches in die Mantelfläche des innenliegenden Schaftes eingelassen ist.
[0011] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Auswerteeinheit
über eine Datenschnittstelle zum Abrufen der Meßdaten von außerhalb verfügt. Auf diese
Weise lassen sich die mit dem Drehmomentschlüssel erzeugten Anzugsmomente dokumentieren,
etwa im Rahmen einer Qualitätskontrolle.
[0012] Zum Zwecke einer Dokumentation der erreichten Auslösewerte wird ferner vorgeschlagen,
daß die Auswerteeinheit mit einem Speicher für Meßdaten versehen ist.
[0013] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Drehmomentschlüssels der erfindungsgemäßen
Art dargestellt. Darin zeigen:
- Fig. 1
- in einem teilweisen Längsschnitt einen Drehmomentschlüssel und
- Fig. 2
- eine Draufsicht auf den Drehmomentschlüssel nach Fig. 1.
[0014] Der Drehmomentschlüssel besteht in an sich bekannter Weise aus einem Werkzeugkopf
1 mit einem Werkzeugantriebselement in Form eines umschaltbaren Ratschenelements,
einem am entgegengesetzten Ende befestigten Handgriff 2 sowie einem Stab 3 zum Aufbringen
eines hinreichend großen Hebearms.
[0015] Der Stab 3 setzt sich aus einem ersten Schaft 4, der mit dem Handgriff 2 verbunden
ist, sowie einem zweiten Schaft 5 zusammen, der fest mit dem Werkzeugkopf 1 verbunden
ist. Ein nahe dem Werkzeugkopf 1 in dem ersten Schaft 4 befestigter Schwenkbolzen
6 mit quer zur Anzugsrichtung ausgerichteter Achse 7 verbindet den ersten Schaft 4
mit dem zweiten Schaft 5. Hierbei ist der erste Schaft 4 rohrförmig ausgebildet, und
umschließt den als langgestreckter Zylinder ausgebildeten zweiten Schaft 5. Der zweite
Schaft 5 ist an seinem dem Werkzeugkopf 1 abgewandten Ende mit einer Stirnfläche 8
versehen, in die eine quadratische Aufnahme 9 für ein würfelförmiges Kippelement 10
eingearbeitet ist. Die gegenüberliegende Fläche des Kippelementes 10 stützt sich an
einer weiteren Aufnahme 11 ab, die in der Stirnfläche eines Druckstückes 12 ausgebildet
ist. An der der Aufnahme 11 abgewandten Stirnfläche wird das Druckstück 12 durch die
Kraft einer Druckfeder 13 beaufschlagt, deren Federspannung sich durch Verdrehen des
Handgriffs 2 einstellen läßt. Hierzu ist der mit dem Handgriff 2 verbundene äußere
Abschnitt 14 des ersten Schaftes 4 gegenüber der übrigen Länge des ersten Schaftes
4 verdrehbar. Durch Verdrehen dieser Teile zueinander wird die Lage des äußeren Endes
der Druckfeder 13 verändert, so daß deren Spannung einstellbar ist. Die Größe des
Einstellwertes kann auf dem Anzeigeelement 18 abgelesen werden.
[0016] Auf dem ersten Schaft 4 ist ein Gehäuse 16 befestigt. Das Gehäuse ist mit einer vorzugsweise
auf einer Platine 17 angeordneten Auswerteeinheit versehen, und weist an seiner Oberseite
ein Anzeigeelement 18 in Gestalt einer LCD-Anzeige auf. Zur elektrischen Versorgung
der Auswerteeinheit 17 sowie des Anzeigeelementes 18 ist im unteren Teil des Gehäuses
16 ein Fach für mehrere Akkus oder Batterien 19 vorgesehen.
[0017] Meßelemente 20 in Gestalt von Dehnungsmeßstreifen sind auf der Außenseite des zweiten
Schaftes 5 in der Nähe des Schwenkbolzens 6 angebracht. Die Anordnung der Dehnungsmeßstreifen
erfolgt auf der Zug- sowie der Druckseite des ersten Schaftes 4. Signalleitungen 21
führen von den Meßelementen 20 zu der Auswerteeinheit 17.
[0018] Über verschiedene, auf der Oberseite des Gehäuses 16 angeordnete Tasten 22 lassen
sich Funktionen und Meßdaten abrufen. Die Meßergebnisse werden auf dem Anzeigeelement
18 dargestellt. Über Steckkontakte 23 ist ein Anschluß des Drehmomentschlüssels an
externe Datenauswertegeräte möglich, zum Beispiel einen Drucker oder eine zentrale
Datenerfassung. Eine Kontrollleuchte 24 zeigt dem Benutzer an, daß die Batteriekapazität
ausreichend ist.
[0019] Im Gebrauch wird zunächst durch Verdrehen des Handgriffs 2 der gewünschte Drehmomentwert
eingestellt. Der so eingestellte Drehmomentwert wird digital auf dem Anzeigeelement
18 angezeigt. Sodann wird der Werkzeugkopf 1 mit dem an dessen Vierkant befestigten
Werkzeug auf die anzuziehende Schraube oder Mutter aufgesetzt, und das erforderliche
Anzugsmoment aufgebracht. Das aktuell vorliegende Drehmoment wird jederzeit digital
auf dem Anzeigeelement 18 angezeigt. Zusätzlich ist eine graphische Anzeige 25 vorgesehen,
bei der die Länge der dargestellten Grafik 26 ein Maß für den aktuell erzeugten Drehmomentwert
ist. Neben der Grafik 26 befindet sich in optischer Zuordnung eine Maximalwert-Anzeige
27. Durch Vergleich der Grafik 26 mit dem Ort der Maximalwert-Anzeige 27 kann der
Benutzer jederzeit feststellen, wie weit sich der aktuelle Drehmomentwert bereits
dem Maximalwert genähert hat. Auf diese Weise ist ein besonders feinfühliges Arbeiten
bis zum Erreichen des Maximalwertes möglich. Vorzugsweise ist die Grafik 26 und die
Maximalwert-Anzeige 27 erst dann sichtbar, wenn zumindest die Hälfte des Maximalwertes
erreicht ist.
[0020] Dem Benutzer wird das Erreichen des gewünschten Drehmomentes ferner dadurch signalisiert,
daß der Drehmomentschlüssel auslöst. Dieser Zustand ist erreicht, sobald die auf den
zweiten Schaft 5 einwirkende Biegebelastung zu einem Kippen des ursprünglich an beiden
Aufnahmen 9, 11 anliegenden Kippelementes 10 führt. Infolge dieses Kippens tritt eine
geringfügige, aber schlagartige Winkelveränderung zwischen erstem Schaft 4 und zweitem
Schaft 5 um die Achse 7 auf, die für den Benutzer deutlich spürbar ist, und ferner
von einem gut hörbaren, knackenden Geräusch begleitet wird. Für den Benutzer ist dies
das Zeichen, das der gewünschte Drehmomentwert erreicht ist.
[0021] Die Auswerteeinheit 17 ist mit einem Speicher versehen, um eine Vielzahl vorangegangener
Drehmomentwerte zum Zwecke der Kontrolle oder Dokumentation abzuspeichern. Die gespeicherten
Werte können auch von außerhalb abgerufen oder dort ausgedruckt werden, wozu die Datenschnittstelle
in Gestalt der Steckkontakte 23 vorgesehen ist.
[0022] Über die Tasten 22 lassen sich weitere Funktionen abrufen, zum Beispiel Höchstwerte,
Mindestwerte oder Durchschnittswerte. Es kann außerdem nach eingestelltem, ausgelöstem
und erreichtem Drehmomentwert unterschieden werden, und diese können getrennt angezeigt
werden. Eine Umrechnung und Anzeige in anderen Maßsystemen ist ebenfalls möglich.
Bezugszeichenliste
[0023]
- 1
- Werkzeugkopf
- 2
- Handgriff
- 3
- Stab
- 4
- erster Schaft
- 5
- zweiter Schaft
- 6
- Schwenkbolzen
- 7
- Achse
- 8
- Stirnfläche
- 9
- Aufnahme
- 10
- Kippelement
- 11
- Aufnahme
- 12
- Druckstück
- 13
- Druckfeder
- 14
- äußerer Abschnitt des ersten Schaftes
- 16
- Gehäuse
- 17
- Auswerteeinheit
- 18
- Anzeigeelement
- 19
- Batterie
- 20
- Meßelement
- 21
- Signalleitung
- 22
- Taste
- 23
- Steckkontakt
- 24
- Kontrolleuchte
- 25
- graphische Anzeige
- 26
- Grafik
- 27
- Maximalwert-Anzeige
1. Drehmomentschlüssel zum kontrollierten Anziehen von Schrauben, Muttern etc., mit
einem ersten Schaft (4), der an seinem äußeren Ende mit einem Handgriff versehen ist,
einem zweiten Schaft (5), der fest mit einem Werkzeugkopf (1) verbunden ist,
einem die Schäfte (4, 5) gelenkig verbindenden Schwenkbolzen (6) mit quer zur Anzugsrichtung
ausgerichteter Achse,
einem zwischen zwei einander gegenüberliegenden Aufnahmen (9, 11) der Schäfte (5,
4) angeordneten, federbelasteten Sperrelement, welches die Schäfte (4, 5) unterhalb
eines einstellbaren Drehmomentwertes gegeneinander sperrt und oberhalb des Drehmomentwertes
entsperrt, so daß diese eine begrenzte Relativverschwenkung durchführen können,
einem Meßelement (20) zum Erfassen der an einem der Schäfte (4, 5) wirkenden Materialspannungen,
einer Auswerteeinheit (17) zur Verarbeitung der Meßwerte des Meßelementes (20) und
zur Umrechnung der Meßwerte in Drehmomentwerte, und einem Anzeigeelement (18) für
die Anzeige des vorgegebenen Drehmomentwertes sowie für die Anzeige der errechneten
Drehmomentwerte,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Anzeigeelement (18) unter anderem eine graphische Anzeige (25) zum stufenlosen
Anzeigen der errechneten Drehmomentwerte aufweist, bei der die Länge der jeweils dargestellten
Grafik (26) ein Maß für den aktuellen Drehmomentwert ist, und der Grafik (26) eine
den vorgegebenen Drehmomentwert repräsentierende Maximalwert-Anzeige (27) optisch
zugeordnet ist.
2. Drehmomentschlüssel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement
(10) ein würfelförmiges Kippelement ist, welches zugleich an Aufnahmeflächen beider
Schäfte (4, 5) anliegt.
3. Drehmomentschlüssel nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
eine Schaft (4) den anderen Schaft (5) auf einem Teil von dessen Länge umhüllt, und
daß das Meßelement (20) ein Dehnungsmeßstreifen ist, welcher in die Mantelfläche des
innenliegenden Schaftes (5) eingelassen ist.
4. Drehmomentschlüssel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Auswerteeinheit (17) über eine Datenschnittstelle (bei 23) zum Abrufen der
Meßdaten von außerhalb verfügt.
5. Drehmomentschlüssel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Auswerteeinheit (17) mit einem Speicher für Meßdaten versehen ist.
1. Torque wrench for the controlled tightening of screws, nuts, etc., with
a first shank (4) which is provided at its outer end with a handle,
a second shank (5) which is fixedly connected to a tool head (1),
a pivot pin (6) connecting the shanks (4, 5) in an articulated manner and having an
axis oriented transversely to the tightening direction,
a spring-loaded blocking element which is arranged between two mutually opposite receptacles
(9, 11) of the shanks (5, 4) and which blocks the shanks (4, 5) relative to one another
below an adjustable torque value and unblocks the said shanks above the torque value,
so that these can execute limited relative pivoting,
a measuring element (20) for detecting the material stresses acting on one of the
shanks (4, 5),
an evaluation unit (17) for processing the measured values of the measuring element
(20) and for converting the measured values into torque values,
and an indicator element (18) for indicating the predetermined torque value and for
indicating the calculated torque values,
characterized
in that the indicator element (18) has, inter alia, a graphical indicator (25) for
the continuous indication of the calculated torque values, in which the length of
the graphical representation (26) illustrated in each case is a measure of the current
torque value, and the graphical representation (26) is optically assigned a maximum-value
indicator (27) representing the predetermined torque value.
2. Torque wrench according to Claim 1, characterized in that the blocking element (10)
is a cube-shaped tilting element which bears at the same time on receiving surfaces
of the two shanks (4, 5).
3. Torque wrench according to Claim 1 or Claim 2, characterized in that one shank (4)
encases the other shank (5) over part of the length of the latter, and in that the
measuring element (20) is a strain gauge which is embedded into the cylindrical surface
of the inner shank (5).
4. Torque wrench according to one of the preceding claims, characterized in that the
evaluation unit (17) has a data interface (at 23) for retrieving the measurement data
from outside.
5. Torque wrench according to one of the preceding claims, characterized in that the
evaluation unit (17) is provided with a memory for measurement data.
1. Clé dynamométrique pour le serrage contrôle de vis, écrous etc., comportant
un premier fût (4) pourvu à son extrémité extérieure d'une poignée,
un second fût (5) fixé à la tête d'outil (1) ,
un axe de pivotement (6) reliant les fûts (4, 5) de manière articulée et comportant
un axe transversal à la direction de serrage,
un élément de blocage contraint élastiquement, disposé entre deux logements (9, 11)
se faisant face des fûts (5, 4), qui bloque les fûts (4, 5) l'un vis-à-vis de l'autre
en dessous d'une valeur de couple réglable et les débloque au-dessus de ladite valeur
de manière à leur permettre d'effectuer un pivotement relatif limité,
un élément de mesure (20) pour capter les contraintes de matériaux s'exerçant au niveau
de l'un des fûts (4, 5),
une unité d'exploitation (17) pour le traitement des valeurs mesurées par l'élément
de mesure (20) et leur conversion en valeurs de couple,
et un élément d'affichage (18) pour l'affichage de la valeur de couple donnée ainsi
que pour l'affichage des valeurs de couple calculées,
caractérisée en ce que l'élément d'affichage (18) présente entre autres un affichage
graphique (25) pour l'affichage en continu des valeurs de couple calculées,
dans lequel la longueur du graphique représenté (26) constitue une mesure pour la
valeur de couple effective, et en ce qu'au graphique (26) est affectée optiquement
un affichage de valeur maximale (27) représentant la valeur de couple donnée.
2. Clé dynamométrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément de blocage
(10) est un élément à bascule en forme de dé qui est adjacent à la fois aux surfaces
de logement des deux fûts (4, 5).
3. Clé dynamométrique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'un
des fûts (4) entoure l'autre fût (5) sur une partie de sa longueur, et en ce que l'élément
de mesure (20) est une jauge extensométrique enchâssée dans la surface d'enveloppe
du fût intérieur (5).
4. Clé dynamométrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce
que l'unité d'exploitation (17) dispose d'une interface de données (en 23) pour appeler
les données de mesure de l'extérieur.
5. Clé dynamométrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce
que l'unité d'exploitation (17) est dotée d'une mémoire pour données de mesure.