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Die Erfindung betrifft ein Werkzeugsystem umfassend eine angetriebene Werkzeugmaschine mit einer um eine Spindellängsachse drehend angetriebenen Werkzeugspindel mit einer Aufnahme für ein Werkzeug, wie beispielsweise eine Bohrmaschine, ein Schrauber oder dergleichen, und ein Drehmomentwerkzeug zum Drehanzug des Werkzeugs bis zu einem voreinstellbaren Drehmoment.
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Insbesondere bei Bohrschraubern ist es bei bestimmten Anwendungen erforderlich oder wünschenswert, dass das aufgebrachte Drehmoment erfasst wird, um sicherzustellen, dass beispielsweise einzubringende Schrauben mit einem Mindestdrehmoment eingeschraubt wurden. Hierzu ist aus dem Stand der Technik beispielsweise bekannt, eine einstellbare Rastenkupplung bei der Werkzeugmaschine vorzusehen oder eine integrierte Stromabschaltung vorzusehen, um eine weitere Drehmomentübertragung ab einem vorgegebenen Schwellenwert zu unterbinden. Bei einer vorgesehenen Rastenkupplung rutscht diese ab einem bestimmten Widerstandswert der einzudrehenden Schraube (Gegendrehmoment) durch, während die integrierte Stromabschaltung bei Überschreiten eines bestimmen Stromabnahmewerts der Antriebseinheit (wenn der Schrauber gegen einen schraubbedingten Widerstand arbeiten muss) den für den Antrieb der Antriebseinheit notwendigen Strom abschaltet. Weiterhin ist es aus dem Stand der Technik bekannt, über einen Messstreifen und eine Drehwinkelerkennung sowie interne Programme der Werkzeugmaschine das aufgebrachte Drehmoment zu erfassen.
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All diese Lösungen sind zum einen aufwändig und damit mit Zusatzkosten verbunden. Darüber hinaus sind die vergleichsweise günstigeren Lösungen in der Regel ungenau. So hat sich bei Praxistests gezeigt, dass insbesondere die Werkzeugmaschinen mit Stromabschaltung hochgradig ungenau sind, da unterschiedlichste Einflussfaktoren (basierend auf der individuellen Maschinenkonstitution) hier mithineinspielen. Werkzeugmaschinen mit einer präzisen Drehmomenterfassung sind indes mit sehr hohen Zusatzkosten verbunden.
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Es besteht jedoch ein Bedarf an vergleichsweise kostengünstigen Werkzeugmaschinen bzw. Werkzeugsystemen, die das Einbringen einer Schraube mit einem vorgegebenen Drehmoment zuverlässig sicherstellen können.
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Aus dem Stand der Technik sind weiterhin Drehmomentwerkzeuge bekannt, mit deren Hilfe der Anwender manuell eine vorgeschraubte Schraube oder dergleichen mit einem vorgegebenen Drehmoment nachziehen kann. Wird das vorgegebene Drehmoment überschritten, so wird beispielsweise über einen Rastmechanismus das Aufbringen eines höheren Drehmoments unterbunden. Derartige Drehmomentwerkzeuge bzw. Drehmomentschlüssel sind beispielsweise aus den Druckschriften
DE 10 2015 103 539 A1 und
DE 20 2009 012 920 U1 bekannt.
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Somit ist es für einen Anwender denkbar, beispielsweise mit einer handelsüblichen angetriebenen Werkzeugmaschine, wie einer Bohrmaschine oder einem Schrauber, eine Schraube mit einem sehr geringen Drehmoment beispielsweise bis zur Kopfanlage der Schraube einzudrehen bzw. vorzuschrauben, und dann in einem weiteren Schritte einen separaten Drehmomentschlüssel zu verwenden, um die Schraube mit einem vorgegebenen Drehmoment weiter anzuziehen.
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Wenngleich dieses Vorgehen sich für solche Anwendungsfälle, bei denen nur wenige Schrauben angezogen werden müssen, in der Praxis bewährt hat, stellt der notwendige Zeitaufwand für den Wechsel zwischen der angetriebenen Werkzeugmaschine und dem Drehmomentschlüssel einen erheblichen Nachteil für einen Anwender dar. Wenn alle Schrauben erst nachträglich mit einem Drehmomentschlüssel angezogen werden, besteht zudem das Risiko einzelne Schrauben zu vergessen. Insbesondere bei sicherheitsrelevanten Schraubfällen bzw. Schraubanwendungen ist dieses Vorgehen somit nicht vorteilhaft.
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Demgegenüber besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Werkzeugsystem bereitzustellen, dass die aus der Praxis bekannt gewordenen Nachteile zumindest verringert.
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Hierzu schlägt die Erfindung ein Werkzeugsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vor. Demgemäß ist das Drehmomentwerkzeug mit der Werkzeugmaschine in der Weise koppelbar, dass mithilfe des gekoppelten Drehmomentwerkzeugs das nicht mehr angetriebene Werkzeug der Werkzeugmaschine von dem Drehmomentwerkzeug mit einem voreinstellbaren Drehmoment beaufschlagt werden kann.
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Anders als im Stand der Technik wird somit das Drehmomentwerkzeug nicht unmittelbar zum Einschrauben einer vorgeschraubten Schraube verwendet, sondern beaufschlagt diese mittelbar über das Werkzeug der angetriebenen Werkzeugmaschine. Das Drehmomentwerkzeug ist dabei in der Anwendung bereits mit der Werkzeugmaschine gekoppelt, so dass ein Wechsel zwischen Werkzeugmaschine und Drehmomentwerkzeug, wie dies aus dem Stand der Technik und der Praxis bekannt ist, nicht mehr notwendig ist. Stattdessen nutzt der Anwender das erfindungsgemäße Werkzeugsystem um zeitsparend und unkompliziert beispielsweise eine Schraube mit der angetriebenen Werkzeugmaschine bis zur Kopfauflage der Schraube einzuschrauben und im Anschluss daran, bei abgeschalteter Antriebseinheit der Werkzeugmaschine, die Schraube mithilfe des Drehmomentwerkzeugs bis zu einem vorgegebenen Drehmoment festzuziehen. Hierdurch wird zugleich sichergestellt, dass eine Schraube mit einem vorgegebenen Drehmoment eingeschraubt wurde, ohne dass der Anwender die Werkzeuge wechseln muss oder sich merken muss, welche Schrauben er bereits nachgezogen hat.
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Weiterhin kann das Drehmomentwerkzeug eine zentrale durchgehende Werkzeugaufnahme aufweisen, durch die sich im gekoppelten Zustand (des Drehmomentwerkzeugs an der Werkzeugmaschine) die Werkzeugspindel entlang ihrer Spindellängsachse hindurch zu erstrecken vermag, und die insbesondere eine Innenkontur aufweist, die mit der Außenkontur des sich durch die Werkzeugaufnahme hindurch erstreckenden Abschnitts der Werkzeugspindel formschlüssig und/oder kraftschlüssig zusammenzuwirken vermag.
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Besonders ist hierbei im Unterschied zu beispielsweise der Lösung aus der
DE 10 2015 130 539 A1 die durchgehende Werkzeugaufnahme, die es ermöglicht, dass sich die Werkzeugspindel hierdurch erstreckt.
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Um auch bei abgeschalteter Antriebseinheit der Werkzeugmaschine ein Drehmoment über das Drehmomentwerkzeug auf die Werkzeugspindel aufbringen zu können, wirken die Werkzeugaufnahme und die Werkzeugspindel formschlüssig und/oder kraftschlüssig zusammen.
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Unter einem Formschluss wird eine solche Verbindung verstanden, bei der die zwei Verbindungspartner, vorliegend die Werkzeugspindel und die Werkzeugaufnahme in zumindest einer Richtung ineinander greifen, d.h. zumindest in eine Richtung gegeneinander gesperrt sind.
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Unter einer kraftschlüssigen Verbindung wird vorliegend eine solche Verbindung verstanden, bei der die Verbindungspartner durch eine physikalische Kraft, insbesondere durch die Haftreibung eine Verbindung miteinander in zumindest eine Richtung eingehen.
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Der Formschluss und/oder Kraftschluss der Werkzeugaufnahme mit der Werkzeugspindel kann insbesondere über eine spezifische Innenkontur an der Werkzeugaufnahme erfolgen, die mit der Außenkontur der sich durch die Werkzeugaufnahme hindurch erstreckenden Abschnitts der Werkzeugspindel entsprechend zusammenwirkt. So kann die Werkzeugspindel über ihre gesamte Länge eine spezifische Außenkontur aufweisen oder nur in einem bestimmten Abschnitt, nämlich dem Bereich, der sich erwartungsgemäß durch die Werkzeugaufnahme erstrecken wird bzw. in dieser aufgenommen sein wird, wenn die Werkzeugmaschine mit dem Drehmomentwerkzeug gekoppelt ist. Alternative Lösungen, wie beispielsweise über einen beispielsweise zu- und abschaltbaren Magneten zur Herstellung eines Kraftschluss zwischen Werkzeugaufnahme und Werkzeugspindel sind selbstverständlich ebenfalls denkbar.
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Insbesondere kann die Werkzeugspindel im Bereich des Abschnitts, der sich im gekoppelten Zustand des Drehmomentwerkzeugs durch die Werkzeugaufnahme des Drehmomentwerkzeugs hindurch erstreckt, wenigstens eine Abflachung aufweisen, die ein formschlüssiges Zusammenwirken mit wenigstens einer korrespondierenden Abflachung an der Innenkontur der Werkzeugaufnahme ermöglicht.
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Bei einer besonderen Ausbildungsform kann die Werkzeugaufnahme beispielsweise als Mehrkantöffnung ausgebildet sein.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Drehmomentwerkzeug im Bereich der Werkzeugaufnahme ein in einer ersten Drehrichtung frei drehbar gelagertes Aufnahmerad aufweist, das die Werkzeugaufnahme umfasst und im gekoppelten Zustand des Drehmomentwerkzeugs mit der Antriebsspindel formschlüssig verbunden ist, wobei das Aufnahmerad in einer zweiten zu der ersten Drehrichtung entgegengesetzten Richtung gesperrt ist.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass das Drehmomentwerkzeug einen Einstellmechanismus zur Voreinstellung eines maximal übertragbaren Drehmoments aufweist. Hierbei können unterschiedlichste technische Lösungen zum Einsatz kommen, wie sie bereits aus dem Stand der Technik bekannt sind.
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Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das Drehmomentwerkzeug ein Griffteil aufweist, das von einem Anwender mit einer Hand umgriffen werden kann. Hierdurch ist eine besonders sichere und einfache Handhabung des Werkzeugsystems möglich, bei der der Anwender mit einer Hand das Griffteil des gekoppelten Drehmomentwerkzeugs umgreift und hierdurch die Werkzeugmaschine im spindelnahen Bereich stabilisiert und mit der anderen Hand die Werkzeugmaschine an ihrem Griff hält, um diese insbesondere im motornahen bzw. getriebenahen Bereich zu stabilisieren. Auch nutzt der Anwender nach erfolgtem Anschrauben mithilfe der Werkzeugmaschine der Schraube das Griffteil des Drehmomentwerkzeugs, um das Anzugsdrehmoment mithilfe des Drehmomentwerkzeugs auf die Schraube zu übertragen. Dabei umgreift er weiterhin mit einer Hand das Griffteil des Drehmomentwerkzeugs und mit der anderen Hand den Griffbereich der Werkzeugmaschine.
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Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die angetriebene Werkzeugmaschine eine Spindelarretierung aufweist, die im Falle eines Drehmoments, das seitens der Werkzeugspindel in die Antriebseinheit eingebracht werden kann, die Werkzeugspindel zu arretieren vermag.
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Derartige Spindelarretierungen sind beispielsweise unter der Bezeichnung Spindelstopp bekannt und dienen dazu, beispielsweise für Handbohrmaschinen sicherzustellen, dass eine Werkzeugspindel des Werkzeugs in denjenigen Fall blockiert, in welchem ein Drehmoment nicht wie im üblichen Betrieb des Werkzeugs von der Antriebseinheit, sondern seitens des werkzeugseitigen Endes, also beispielsweise der Bohrspindel, aufgebracht wird. Dieser Fall tritt insbesondere dann ein, wenn beispielsweise ein Werkzeug gewechselt wird und seitens eines Anwenders hierzu an einer Überwurfmutter eines Bohrfutters gedreht wird, um beispielsweise einen Bohrer im Backenfutter festzuziehen oder zu lösen. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn die Werkzeugspindel gegenüber dem vom Anwender aufgebrachten Drehmoment blockiert wird, um das Wechseln des Werkzeugs zu erleichtern.
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Gemäß einer Weiterbildung kann ferner vorgesehen sein, dass das Werkzeugsystem einen Adapter zur Kopplung des Drehmomentwerkzeugs mit der Werkzeugspindel der angetriebenen Werkzeugmaschine aufweist, wobei insbesondere eine zentrale durchgehende Werkzeugaufnahme an dem Adapter ausgebildet ist, durch die sich im gekoppelten Zustand die Werkzeugspindel hindurch zu erstrecken vermag, wobei die Werkzeugaufnahme und der sich hindurch erstreckende Abschnitt der Werkzeugspindel formschlüssig und/oder kraftschlüssig gekoppelt sind, und wobei der Adapter ferner einen Kopplungsabschnitt zur drehfesten Kopplung mit dem Drehmomentwerkzeug aufweist.
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Bei dieser Lösung wird somit nicht eine unmittelbare Kopplung vom Drehmomentwerkzeug und Werkzeugmaschine erreicht, sondern diese erfolgt mittelbar über einen hierfür ausgebildeten Adapter. Bei dieser Lösung ist es somit auch möglich, Drehmomentwerkzeuge, die keine durchgehende Werkzeugaufnahme aufweisen, mit einer entsprechenden Werkzeugmaschine zu koppeln.
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Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung auch die Verwendung eines Drehmomentwerkzeugs mit einer angetriebenen Werkzeugmaschine, die eine um eine Spindelachse drehend angetriebene Werkzeugspindel mit einer Aufnahme für ein Werkzeug aufweist, wie beispielsweise einer Bohrmaschine, einem Schrauber oder dergleichen, wobei das Drehmomentwerkzeug mit der Werkzeugmaschine in der Weise koppelbar ist, dass mithilfe des gekoppelten Drehmomentwerkzeugs das nicht mehr angetriebene Werkzeug der Werkzeugmaschine von dem Drehmomentwerkzeug mit einem voreinstellbaren Drehmoment beaufschlagt werden kann.
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Die Vorgehensweise eines Anwenders umfasst dabei die nachfolgenden Schritte:
- 1. Koppeln des Drehmomentwerkzeugs mit einer angetriebenen Werkzeugmaschine, indem das Drehmomentwerkzeug
- 1.1 unmittelbar mit der Werkzeugmaschine gekoppelt wird, d.h. die durchgehende Werkzeugaufnahme des Drehmomentwerkzeugs auf die Werkzeugspindel aufgeschoben wird, bis zu dem Abschnitt, der zur formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Kopplung der Werkzeugspindel mit der Werkzeugaufnahme des Drehmomentwerkzeugs dient, oder
- 1.2 mithilfe eines Adapters, der über eine entsprechende Werkzeugaufnahme und einen Koppelabschnitt verfügt.
- 2. Gegebenenfalls Einstellung des vorgegebenen Drehmoments an dem Drehmomentwerkzeug.
- 3. Betätigen der Werkzeugmaschine, insbesondere unter Verwendung eines vergleichsweise geringen Drehmoments bis zu einem vorgegebenen Schraubfall, beispielsweise Anliegen des Schraubkopfes (Kopfanlage).
- 4. Deaktivieren der Werkzeugmaschine.
- 5. Anziehen der vorgeschraubten Schraube mithilfe des Drehmomentwerkzeugs bis zu einem vorgegebenen Drehmoment.
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Die Schritte 1 und 2 können selbstverständlich vertauscht werden. Auch kann Schritt 4 manuell durch den Anwender oder automatisch durch eine automatische Abschaltung der Antriebseinheit der Werkzeugmaschine bei Erreichen eines vorgegebenen Drehmoments (wie dies aus dem Stand der Technik bereits bekannt ist) erfolgen. Im letzteren Fall können damit die bekannt gewordenen Nachteile, insbesondere eine gewisse Ungenauigkeit einhergehen.
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Durch die zuvor beschriebene Erfindung wird es möglich, jede entsprechende angetriebene Werkzeugmaschine, insbesondere Maschinen mit Spindelstopp, mit einer exakten Drehmomentmessung nachzurüsten. Es ist ohne einen erforderlichen Eingriff in die Werkzeugmaschine möglich, über die Abtriebspindel bzw. Werkzeugspindel ein exaktes Drehmoment auf beispielsweise eine Schraube aufzubringen. Das erreichbare Drehmoment ist unabhängig vom Drehmoment der Maschine und das steckbare bzw. koppelbare Drehmomentwerkzeug ist universell auch für andere Aufgaben verwendbar.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015103539 A1 [0005]
- DE 202009012920 U1 [0005]
- DE 102015130539 A1 [0012]