DE20100472U1

DE20100472U1 - Drehmomentschlüssel mit Anzeigeeinrichtung

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Publication number: DE20100472U1
Application number: DE20100472U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-01-11
Filing date: 2001-01-11
Publication date: 2001-03-15
Anticipated expiration: 2011-01-12

Description

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Drehmomentschlüssel mit Anzeigeeinrichtung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Schraubenschlüssel und im besonderen auf Drehmomentschlüssel mit Anzeigevorrichtung.

Eine Vielzahl von Schraubenschlüsseln sind bekannt für den Einsatz beispielsweise bei der Kraftfahrzeugreparatur und bei Wartungsarbeiten. Beim Einsatz eines Schraubenschlüssels muß die aufgewendete Kraft innerhalb eines kritischen Bereiches gesteuert werden, um zu verhindern, daß ein Unfall eintritt oder das Werkzeug, wie auch Teile des Kraftfahrzeuges, beschädigt werden. Es sind bereits Schraubenschlüssel bekannt, die eine Drehmoment-Anzeigeeinrichtung vom elektronischen Typ aufweisen (siehe Fig. 10) oder eine Drehmoment-Anzeigeeinrichtung vom fotoempfindlichen Widerstandstyp besitzen (siehe Fig. 11). Diese Drehmoment-Anzeigeeinrichtungen sind jedoch üblicherweise schwer und nehmen einen großen Raum innerhalb des Schraubenschlüssels ein. Andererseits sind auch mechanische Drehmoment-Anzeigeeinrichtungen bekannt, welche eine Feder einsetzen, die auf das Drehmoment reagiert. Diese mechanischen Drehmoment-Anzeigeeinrichtungen besitzen jedoch eine relativ geringe Präzision und die Feder nutzt sich beim Einsatz rasch ab.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Es liegt (dementsprechend der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Drehmomentschlüssel mit Anzeigevorrichtung zur Verfügung zu stellen, welcher unter Vermeidung der aufgezeigten Nachteile das aufgewendete Drehmoment während des Einsatzes des Schlüssels mit hoher Präzision wiedergibt. Dabei soll die Drehmoment-Anzeigeeinrichtung ein relativ kleines Volumen des Schlüssels einnehmen und eine sichere Anzeige auc.h nach längerer Einsatzdauer des Schlüssels gewährleisten.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des &iacgr;&ogr; Hauptanspruches angegebenen Merkmale, wobei hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Drehmomentschlüssels auf die Merkmale der Unteransprüche verwiesen wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt die Drehmoment-Anzeigeeinrichtung einen Spannungsmesser, welcher eine Widerstandsänderung beim Einsatz des Schlüssels ausgibt, eine Wheatston'sche Brückenschaltung, die den Ausgang der Veränderung des Widerstandes des Spannungsmessers in einen Spannungsausgang umsetzt, sowie einen Prozessor, der den Spannungsausgang der Wheatston'schen Brückenschaltung in ein digitales Signal umsetzt zur weiteren Ausgabe über eine Ausgabeeinrichtung.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Drehmomentschlüssels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigen im einzelnen:

Fig. 1 ein Systemblockschaltbild des Drehmomentschlüssels gemäß der

vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Zeichnung zur Analyse der Reaktion des Materi

als nachdem eine Last aufgebracht ist,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer doppelseitigen Drehmoment-

Anzeigeeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 eine Schnittdarstellung durch einen Drehmomentschlüssel mit einer

Drehmomentanzeige gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 5 eine Explosionsdarstellung eines Teils der Anordnung gemäß Fig. 4,

Fig. 6 einen Drehmomentratschenschlüssel gemäß der vorliegenden Erfin

dung,

&iacgr;&ogr; Fig. 7 einen Stecksockelschlüssel gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 8 einen Winkelsteckschlüssel gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 9 einen Schraubenschlüssel mit einer Drehmoment-Anzeigeeinrichtung

gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 10 einen herkömmlichen Schraubenschlüssel mit einer Drehmoment-Anzeigeeinrichtung vom Elektroniktyp,

Fig. 11 einen herkömmlichen Schraubenschlüssel mit einer Drehmoment-An

zeigeeinrichtung vom fotoempfindlichen Widerstandstyp,

Fig. 12 einen Querschnitt durch den Drehmomentschlüssel gemäß Fig. 4 und

Fig. 13 eine perspektivische Darstellung einer anderen Ausführungsform des Drehmomentschlüssels gemäß der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 2 ist S die Bogenlänge, £2 die Einheitslänge der Last und C der Lastpunkt. Nach dem Aufbringen einer Last S > 52 wird eine Ausbiegung erzeugt, wodurch sich der Spannungsmesser deformiert. Das Ausmaß der Deformation wird über eine Wheatston'sche Brückenschaltung verarbeitet und führt zu einem Ausgangssignal. Wenn in einer ähnlichen Weise ein kreisförmiges Objekt wie beispielsweise

die Nuß eines Stecksockels um einen Winkel &thgr; gedreht wird, wird ein Drehmoment T erzeugt, wodurch die Wheatston'sche Brückenschaltung veranlaßt wird, die Ausgangsspannung zu ändern. R = &rgr; &khgr; Hk, wobei R der Widerstand, &rgr; der Widerstandsbeiwert, £ die Länge und A die Einheitsfläche ist. Dementsprechend ist der Widerstand direkt proportional zur Einheitslänge jedoch umgekehrt proportional zur Einheitsfläche. Mit Hilfe der Wirkung der Wheatston'schen Brückenschaltung erzeugt die Veränderung des Widerstandes einen Spannungsausgang, der verstärkt wird über einen Verstärker, worauf dann das verstärkte Analogsignal umgesetzt wird in ein digitales Signal durch eine Prozessoreinrichtung mit einem Analog/Digital-Konverter, wobei das so erhaltene Digitalsignal dann über eine Ausgangseinrichtung angezeigt wird (siehe Fig. 1).

Entsprechend der Darstellung in den Fig. 4, 12 und 13 umfaßt der Schraubenschlüssel 1 einen Spannungsmesser 2, der sich an seinen beiden distalen Enden befindet, sowie eine integrierte Einrichtung 3, die an den Spannungsmesser 2 im Mittelpunkt angeschlossen ist. Der Spannungsmesser 2 besitzt einen vorbestimmten Widerstand. Die integrierte Einrichtung 3 besitzt eine Farblichtanzeigeeinrichtung sowie einen Summer für einen visuellen und hörbaren Signalausgang.

Die Fig. 6 bis 9 zeigen unterschiedliche Aufbauten von Drehmoment-Anzeigeschraubenschlüsseln gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Fig. 3 und 5 zeigen einen Drehmomentschlüssel mit einer doppelseitigen Drehmoment-Anzeigeeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Zusammenfassend umfaßt der Drehmomentschlüssel einen Spannungsmesser, der an den beiden distalen Enden eines Schlüssels installiert ist und in der Lage ist, eine Widerstandsänderung anzuzeigen beim Einsatz des Schraubenschlüssels. Eine integrierte Einrichtung ist in der Mitte des Spannungsmessers angeschlossen. Die integrierte Einrichtung umfaßt eine Wheatston'sche Brückenschaltung, die die Widerstandsänderung des Ausganges des Schlüssels umsetzt in ein Spannungssignal. Ein Verstärker, der das Spannungssignal der Wheaston'schen Brückenschaltung verstärkt, ist an eine Prozessoreinrichtung angeschlossen, welche das verstärkte Spannungssignal von dem Verstärker in ein digitales Signal

umsetzt. Eine Ausgabeeinrichtung gibt das digitale Signal von der Prozessoreinrichtung ab.

Es soll an dieser Stelle noch einmal ausdrücklich angegeben werden, daß es sich bei der vorangehenden Beschreibung lediglich um eine solche beispielhaften Charakters handelt und daß verschiedene Abänderungen und Modifikationen rnöglich sind, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Drehmomentschlüssel mit einer Anzeigevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlüssel (1) einen Widerstand besitzt, welcher direkt proportional zur Einheitslänge (22) und indirekt proportional zur Einheitsfläche (A) ist, bei einem vorbestimmten Widerstandsbeiwert des Schlüssels (1), wobei innerhalb des Schlüssels (1) ein Spannungsmesser (2) sowie eine integrierte Einrichtung (3) angeordnet sind mit einer Wheatston'schen Brückenschaltung, wobei über die Wheatston'sche Brückenschaltung die Widerstandsveränderung in ein Spannungssignal umsetzbar ist, welches nach Verstärkung über einen Verstärker in ein Digitalsignal über einen Prozessor umsetzbar und über eine Abgabeeinrichtung ausgebbar ist.

2. Drehmomentschlüssel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsmesser (2) an den beiden distalen Enden des Drehmomentschlüssels (1) angeordnet ist, während sich die integrierte Einrichtung (3) in der Mitte des Schlüssels (1) befindet und an den Spannungsmesser (2) angeschlossen ist.

3. Drehmomentschlüssel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabeeinrichtung eine Farblichtanzeige sowie einen Summer umfaßt zur Abgabe eines sichtbaren und hörbaren Signals.