DE20100403U1

DE20100403U1 - Drehmomentanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE20100403U1
Application number: DE20100403U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-12-06
Filing date: 2001-01-10
Publication date: 2001-03-15
Anticipated expiration: 2011-01-11
Also published as: GB0029753D0; FR2821286B3; FR2821286A3; GB2370008A

Description

Chih-Ching Hsieh

No. 64, Lane 107, Liang Tsun Rd.

Fong Yuan City, Taichung Hsien

Taiwan

13654 Kö-bs
10. Januar 2001

DREHMOMENTANZEIGEVORRICHTUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung für den Drehmomentwert insbesondere bei Schraubenschlüsseln und vergleichbaren Werkzeugen.

Für den Einsatz bei Reparatur- und Wartungsarbeiten an Kraftfahrzeugen ist eine Vielzahl von Schlüsseln offenbart worden. Bei Gebrauch eines Schlüssels muß die aufgebrachte Kraft innerhalb eines kritischen Bereichs kontrolliert werden, um zu verhindern, daß es zu einem Unfall oder einer Beschädigung des Schlüssels oder von Teilen des Kraftfahrzeuges kommt. Es gibt Schlüssel mit einem elektronischen Drehmomentwert-Anzeigemittel (siehe Fig. 10) oder einem Drehmomentwert-Anzeigemittel mit lichtempfindlichem Widerstand (siehe Fig. 11). Diese Drehmomentwert-Anzeigemittel sind gewöhnlich schwer und nehmen viel Raum im Schlüssel ein. Es ist auch ein mechanisches Drehmomentwert-Anzeigemittel bekannt, bei dem eine Federeinrichtung dazu verwendet wird, daß sie auf das Drehmoment reagiert. Dieses mechanische Drehmomentwert-Anzeigemittel ist jedoch weniger genau und das Federmittel verschleißt bei Gebrauch rasch.

Die Erfindung wurde hinsichtlich des Obigen ausgeführt und ihr lag die Aufgabe zugrunde, ein Drehmomentwert-Anzeigemittel für Schlüssel zu schaffen, bei dem der Drehmomentwert des Schlüssels während dessen Betätigung angezeigt wird.

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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Drehmomentwert-Anzeigemittel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Drehmomentwert-Anzeigemittels sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Drehmomentwert-Anzeigemittel gemäß der Erfindung umfaßt somit eine Spannungs- bzw. Zugmesseinrichtung, die bei Betätigung des Schlüssels eine Änderung des Widerstandes anzeigt, eine Wheatstone-Brückenschaltung, die die Ausgabe der Widerstandsänderung der Spannungsmeßeinrichtung in ein Spannungsausgangssignal umwandelt und einen Prozessor, der das Spannungsausgangssignal der Wheatstone-Brückenschaltung in ein binäres Signal zur weiteren Ausgabe über eine Ausgabeeinrichtung umwandelt.

Eine Drehmomentwert-Anzeige gemäß der Erfindung zeigt somit den Drehmomentwert eines Schlüssels basierend auf der Wirkung an, daß der Widerstand direkt proportional zur Längeneinheit und indirekt proportional zur Flächeneinheit ist, und es wird ein Material mit einem vorbestimmten Widerstandskoeffizienten für den Schlüssel verwendet, um es zu ermöglichen, daß der Schlüssel eine Widerstandsänderung an eine Wheatstone-Brückenschaltung ausgibt, wenn er zur Drehung eines Werkstücks betätigt wird. Die Wheatstone-Brückenschaltung wandelt dann die Widerstandsänderung der Ausgabe des Schlüssels in ein Spannungssignal um, das dann über einen Verstärker verstärkt und dann durch ein Prozessormittel in ein binäres Signal umgewandelt wird, um über eine Ausgabeeinrichtung ausgegeben zu werden.

Ein Drehmomentwert-Anzeigemittel umfaßt somit eine Spannungsmeßeinrichtung, die in zwei entfernt angeordneten Enden des Schlüssels eingebaut ist und in der Lage ist, eine Widerstandsänderung bei Betätigung des Schlüssels auszugeben, wobei die Spannungsmeßeinrichtung einen vorbestimmten Widerstandskoeffizienten aufweist. In der Mitte des Schlüssels ist eine Einbauvorrichtung angebracht und mit der Spannungsmeßeinrich-

tung verbunden, wobei diese Einbauvorrichtung eine Wheatstone-Brückenschaltung umfaßt, die die Widerstandsänderung der Ausgabe des Schlüssels in ein Spannungssignal umwandelt, ferner einen Verstärker, der das Spannungssignal der Wheatstone-Brückenschaltung verstärkt, und ein Prozessormittel, das das verstärkte Spannungssignal des Verstärkers in ein binäres Signal umwandelt, und ein Ausgabemittel, das das binäre Signal des Prozessormittels ausgibt, wobei das Ausgabemittel eine optische Farbanzeige und ein akustisches Anzeigemittel, beispielsweise einen Summer, umfaßt.

Zusammengefaßt, umfaßt somit ein Drehmomentwert-Anzeigemittel gemäß der Erfindung eine Spannungsmeßeinrichtung, die in zwei entfernt befindliche Enden eines Schlüssels eingebaut ist und in der Lage ist, eine Widerstandsänderung bei Betätigung des Schlüssels anzuzeigen, und eine Einbauvorrichtung, die mit der Spannungsmeßeinrichtung in der Mitte verbunden ist, wobei die Einbauvorrichtung eine Wheatstone-Brückenschaltung enthält, die die Widerstandsänderung der Ausgabe des Schlüssels in ein Spannungssignal umwandelt, einen Verstärker, der das Spannungssignal der Wheatstone-Brückenschaltung verstärkt, und ein Prozessormittel, das das verstärkte Spannungssignal des Verstärkers in ein binäres Signal umwandelt, sowie ein Ausgabemittel für die Ausgabe des binären Signals aus dem Prozessormittel.

Die Erfindung wird im folgenden weiter anhand von. Ausführungsbeispielen und der Zeichung beschrieben, wobei diese Darstellung lediglich zu Veranschaulichungszwecken dient und die Erfindung nicht auf die bei dieser Darstellung konkret beschriebenen Merkmalskombinationen einschränken soll. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Systems;

Fig. 2 eine schematische Darstellung, die die Reaktion des Materials bei Aufnahme einer Last gemäß der Erfin-

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dung analysiert;

Fig. 3 eine Ansicht eines Schlüssels mit doppelseitiger Drehmomentwert-Anzeigeeinrichtung, die gemäß der Erfindung aufgebaut ist;

Fig. 4 eine Schnittansicht eines Schlüssels mit einem Drehmomentwert-Anzeigemittel, das gemäß der Erfindung aufgebaut ist;

Fig. 5 eine auseinandergezogene Ansicht eines Teils des Schlüssels von Fig. 4;

Fig. 6 einen gemäß der Erfindung aufgebauten Ratschenschlüssel;

Fig. 7 einen gemäß der Erfindung aufgebauten Steckschlüssel;

Fig. 8 einen weiteren gemäß der Erfindung aufgebauten Steckschlüssel;

Fig. 9 einen Schraubenschlüssel mit einem Drehmomentwert-Anzeigemittel gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 10 einen Schlüssel'mit einem elektronischen Drehmomentwert -Anzeigemittel gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 11 einen Schlüssel mit einem Drehmomentwert-Anzeigemittel mit lichtempfindlichem Widerstand gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 12 eine Querschnittsansicht des in Fig. 4 gezeigten Schlüssels; und

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht eines Schlüssels mit einem Drehmomentwert-Anzeigemittel gemäß der vorlie-

genden Erfindung.

Es wird zunächst auf Fig. 2 Bezug genommen. In der grafischen Darstellung stellt S die Bodenlänge, 12 die Längeneinheit der Last und C den Ort der Last dar. Nach Aufnahme einer Last ist S > 52, und es wird eine Biegung erzeugt, wodurch eine Deformation der Spannungsmeßeinrichtung bewirkt wird. Die Größe der Deformation wird über eine Wheatstone-Brückenschaltung verarbeitet, so daß diese ein Ausgangssignal liefert. Wenn ein kreisförmiger Gegenstand, beispielsweise ein Steckschlüsselteil um einen Winkel &thgr; gedreht wird, wird ein Drehmoment T erzeugt, was dazu führt, daß die Wheatstone-Brückenschaltung ihre Spannungsausgabe ändert. R = &rgr; &khgr; l/A, wobei R der Widerstand, &rgr; der Widerstandskoeffizient, 1 die Länge und A die Flächeneinheit ist. Daher ist der Widerstand direkt zur Längeneinheit proportional, aber zur Flächeneinheit indirekt proportional. Durch die Wirkung einer Wheatstone-Brückenschaltung erzeugt die Widerstandsänderung eine Spannungsausgabe, die über einen Verstärker verstärkt wird und dann wird das verstärkte analoge Signal durch ein Prozessormittel mit einem Analog/Digitalumsetzer in ein binäres Signal umgewandelt und das so erhaltene binäre Signal wird dann über eine Ausgabeeinrichtung angezeigt (siehe Fig. 1).

Fig. 1 zeigt auch die Verwendung eines Wechselstromadapters zur Versorgung der Wheatstone-Brückenschaltung und nachgeordneten Schaltungselemente, ferner auch eine Registriereinrichtung zur Speicherung der verstärkten Analogsignale. Ferner ist auch gezeigt, daß die Ausgabe eine analoge Ausgabe sein kann.

Es wird nun auf Fig. 4, 12 und 13 Bezug genommen. Ein Schlüssel 1 umfaßt eine Spannungsmeßeinrichtung 2, die an zwei distalen, das heißt entfernt befindlichen Enden angeordnet ist, und eine Einbauvorrichtung 3, die mit der Spannungsmeßeinrichtung 2 im Mittelpunkt verbunden ist. Die Spannungsmeßeinrichtung 2 hat einen vorbestimmten Widerstand. Die Einbauvorrichtung 3 hat ein farbiges optisches Anzeigemittel und eine Sum-

mereinrichtung für eine optische bzw. akustische Signalausgabe.

Fig. 6 bis 9 zeigen zahlreiche unterschiedliche Konzeptionen von Schlüsseln, bei denen das Drehmoment gemäß der Erfindung angezeigt wird. Fig. 3 bis 5 zeigen einen Schlüssel mit Drehmomentanzeige und einem doppelseitigen Drehmoment-Anzeigemittel gemäß der vorliegenden Erfindung.

Selbstverständlich dienen die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele lediglich zu Veranschaulichungszwecken und sollen die Erfindung nicht auf diese konkreten Darstellungen beschränken.

Claims

1. Drehmomentwert-Anzeigeeinrichtung, umfassend eine Spannungsmeßeinrichtung (2), die im Ende eines Schlüssels eingebaut wird und in der Lage ist, bei Betätigung des Schlüssels eine Widerstandsänderung anzuzeigen, und eine Einbauvorrichtung (3), die in der Mitte des Schlüssels eingebaut wird und mit der Spannungsmeßeinrichtung verbunden ist, wobei die Einbauvorrichtung (3) eine Wheatstone-Brückenschaltung, die die von der Spannungsmeßeinrichtung (2) ausgegebene Widerstandsänderung in ein Spannungssignal umwandelt, einen Verstärker, der das Ausgangssignal der Wheatstone-Brückenschaltung verstärkt, eine Prozessoreinrichtung, die das verstärkte Signal in ein binäres Ausgangssignal umwandelt, und ein Anzeigemittel für das umgewandelte Signal.

2. Drehmomentwert-Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsmeßeinrichtung (2) in zwei entfernt angeordnete Enden des Schlüssels eingebaut ist.

3. Drehmomentwert-Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgabemittel ein optisches Anzeigemittel, insbesondere mit Farbanzeige, umfaßt.

4. Drehmomentwert-Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigemittel eine akustische Anzeige, insbesondere einen Summer, umfaßt.

5. Werkzeugschlüssel, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Drehmomentwert-Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 aufweist.