DE29615165U1

DE29615165U1 - Schraubgerät

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Publication number: DE29615165U1
Application number: DE29615165U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-05-31
Filing date: 1996-08-31
Publication date: 1996-11-07
Anticipated expiration: 2006-09-01
Also published as: DE29609668U1

Description

Die Erfindung betrifft ein Schraubgerät zum Festziehen oder Lösen von Schrauben, und insbesondere ein Schraubgerät, welches das eingangsseitig aufgebrachte Drehmoment verstärkt, um eine Ausgangswelle zu drehen, die mit dem Schraubenkopf verbunden wird.

Bekannt sind Schraubgeräte, die ein Planetengetriebe enthalten, wobei das eingangsseitig aufgebrachte Drehmoment verstärkt wird, um eine mit einem zu drehenden Schraubenkopf verbundene Ausgangswelle anzutreiben. Solche Schraubgeräte können motorisch oder auch manuell angetrieben werden.

Beim Anziehen von Schrauben ist es oftmals erforderlich, daß an der Schraube wirkende Drehmoment zu kennen. Aus DE 43 07 131 C2 ist ein Kraftschrauber mit elektronischer Drehmomentbegrenzung bekannt. Dieser Kraftschrauber trägt auf seiner Ausgangswelle einen

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Telegramm: Dompatent Köln

Torsionssensor in Form von angeklebten Dehnmeßstreifen, die zu einer Brückenschaltung zusammengeschaltet sind. Die Stromversorgung für. den Torsionssensor erfolgt induktiv über eine Anordnung aus einer auf der Ausgangswelle sitzenden Rotorspule und einer im Gehäuse angebrachte Statorspule. Eine solche induktive Kopplung, über die auch die Meßsignale übertragen werden müssen, stellt eine Fehlerquelle dar, durch die die Meßsignale verfälscht werden können. Außerdem wird die Gesamtkonstruktion des Schraubgerätes kompliziert und aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und robustes Schraubgerät zu schaffen, das mit einfachen Mitteln eine Drehmomentmessung unmittelbar an der Ausgangswelle ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Bei dem erfindungsgemäßen Schraubgerät ist der auf der Ausgangswelle angebrachte Torsionssensor über ein Kabel, das durch die Ausgangswelle und die Eingangswelle hindurchgeführt ist, mit einem externen Meßgerät verbindbar. Daher sind in dem Schraubgerät mit Ausnahme des Torsionssensors keine elektrischen Teile erforderlich, insbesondere keine induktiven Übertragungsstrecken und auch keine Schleifringe. Das Schraubgerät braucht daher gegenüber den üblichen Schraubgeräten nur sehr geringfügig modifiziert zu werden, indem der Meßabschnitt an der Ausgangswelle und die Bohrungen zum Herausführen des Kabels vorgesehen werden. Das Schraubgerät braucht im übrigen keine elektrischen Komponenten zu enthalten. Dadurch ist es störunanfällig und robust.

Das Kabel, das durch die Wellen hindurch nach außen geführt ist, kann sich entsprechend der Drehung der Ausgangswelle verwinden. Bei einer hinreichend großen Kabellänge sind solche Verwindungen unschädlich. Es kann aber auch außerhalb oder innerhalb des Gehäuses eine Drehkupplung vorgesehen sein, durch die Verwindungen des Kabels vermieden werden. Das externe Meßgerät übernimmt nicht nur die Messung des Drehmoments an der Ausgangswelle, sondern auch die Versorgung des Torsionssensors mit Spannung.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung besteht die Ausgangswelle aus zwei lösbar verbundenen Teilen, von denen der eine in dem Gehäuse gelagert ist und der andere den Meßabschnitt und eine Werkzeugkupplung aufweist. Hierbei ist es möglich, denjenigen Teil der Ausgangswelle, der den Meßabschnitt aufweist, auszuwechseln, beispielsweise wenn der Torsionssensor defekt ist oder wenn ein Torsionssensor mit bestimmten Meßeigenschaften erforderlich ist.

Die beiden Teile der Ausgangswelle können zusammenpassende Stecker zum Verbinden zweier Abschnitte des Kabels enthalten. Diese Stecker können beim Zusammenfügen der Teile der Ausgangswelle automatisch in gegenseitigen Steckkontakt gelangen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Stecker mit hinreichend großen Kabellängen aus dem jeweiligen Wellenteil herauszuziehen, sie zu verbinden und dann die Wellenteile zusammenzufügen .

Das erfindungsgemäße Schraubgerät ist vorzugsweise ein reines Handgerät, das ein Planetengetriebe enthält. Es

ist aber auch möglich, das Gerät als elektrischen Drehschrauber auszubilden.

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert .

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform des Schraubgerätes,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Ausgangswelle bei einer zweiten Ausführungsform des Schraubgerätes,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform mit einer Steckvorrichtung zum Aufstecken des Meßgerätes und

Fig. 4 eine Seitenansicht der Eingangswelle mit dem in unterschiedlicher Orientierung zu Fig. 3 aufgesetzten Meßgerät.

Das in Fig. 1 dargestellte Schraubgerät ist ein manuell angetriebenes Schraubgerät mit einem Gehäuse 10, welches ein Planetengetriebe 11 enthält. Das Planetengetriebe 11 weist eine Eingangswelle 12 auf, an die ein Drehhebel oder ein anderes Betätigungselement zum Drehen der Eingangswelle angesetzt werden kann. Die Eingangswelle 12 ist mit einem Zahnrad versehen, das das Sonnenrad 13 des Planetengetriebes bildet. Mit diesem Sonnenrad 13 stehen mehrere Planetenräder 14 in Verzahnungseingriff, wobei jedes Planetenrad 14 mit einer

Achse 15 in einem Planetenkäfig 16 gelagert ist. Ferner ist im Gehäuse 10 eine Innenverzahnung 17 angebracht, mit der die Planetenräder 14 in Eingriff sind. Der Planetenkäfig 16 ist mit der Ausgangswelle 18 verbunden, die in einem zylindrischen Gehäuseabschnitt 10a kleineren Durchmessers gelagert ist. Aus dem Gehäuseabschnitt 10a steht die Werkzeugkupplung 19 vor, an der eine Schlüsselnuß oder ein anderes Werkzeug zum Drehen eines Schrauben- oder Mutternkopfes lösbar angebracht werden kann.

Auf einer Keilverzahnung des Gehäuseabschnitts 10a sitzt ein Stützring 20, von dem ein Stützfuß 21 schräg nach vorne absteht. Der Stützfuß 21 kann gegen ein ortsfestes Widerlager gesetzt werden, um die beim Schrauben auftretenden Reaktionskräfte abzuleiten und das Gehäuse 10 gegen Mitdrehen festzuhalten.

Der Planetenkäfig 16 ist ferner mit einer Hülse 22 versehen, in der die Eingangswelle 12 drehbar gelagert ist. Die Eingangswelle 12 ist koaxial mit der Ausgangswelle 18 angeordnet, wobei die Enden der beiden Wellen 12,18 sich gegenüberliegen, ohne einander zu berühren.

Eine Drehung der Eingangswelle 12 wird über das Planetengetriebe 11 in eine Drehung der Ausgangswelle 18 mit geringerer Drehzahl umgesetzt. Das Untersetzungsverhältnis wird durch das Untersetzungsverhältnis des Planetengetriebes 11 bestimmt. Auf diese Weise wird das auf die Eingangswelle 12 aufgebrachte Drehmoment entsprechend dem Untersetzungsverhältnis des Planetengetriebes 11 verstärkt, so daß das Drehmoment der Ausgangswelle 18 größer ist als dasjenige der Eingangswel-

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-S-

Ie 12. Die Ausgangswelle 18 hat einen größeren Durchmesser als die Eingangswelle 12.

Die Ausgangswelle 18 ist mit einer ringförmigen Nut 23 versehen, die den Meßbereich 24 der Ausgangswelle umschließt. Wegen der durch die Nut 23 hervorgerufenen Materialverringerung erfolgt im Meßbereich 24 eine relativ starke Torsion der Ausgangswelle. Am Nutgrund der Nut 23 ist ein Torsionssensor 25 angebracht. Dieser besteht aus aufgeklebten Dehnmeßstreifen, die zu einer elektrischen Brückenschaltung geschaltet sind. Von dem Torsionssensor 25 führt ein Kabel 26 aus dem Schraubgerät heraus. Zu diesem Zweck ist in der Ausgangswelle 18 eine radiale Bohrung 27 vorgesehen, die von dem Grund der Nut 23 zu einer axialen Bohrung 28 führt. Die Bohrung 28 ist eine Sackbohrung, die von dem inneren Ende der Ausgangswelle 18 ausgeht. Sie steht mit einer axial durchgehenden Bohrung 29 der Eingangswelle 12 in Verbindung. Das Kabel 26 läuft durch die Bohrungen 27,28 und 29 hindurch und ist außerhalb des Schraubgerätes an ein externes Meßgerät 3 0 angeschlossen. Dieses Meßgerät 3 0 liefert die Versorgungsspannung für den Torsionssensor 25 und verarbeitet die Signale des Torsionssensors, um das auf die Ausgangswelle 18 wirkende Drehmoment anzuzeigen.

Ein besonderer Vorteil des Schraubgerätes besteht darin, daß es leichtgewichtig ist und eine sehr genaue Anzeige des Drehmoments ermöglicht. Die Drehung der Eingangswelle 12 beeinflußt die Kabeldurchführung nicht, da die Eingangswelle sich relativ zu dem Kabel 26 drehen kann, ohne dieses mitzunehmen. Die Bohrungen 28 und 29 verlaufen entlang der gemeinsamen geome-

trischen Achse von Eingangswelle 12 und Ausgangswelle 18.

In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform der Ausgangswelle 18 dargestellt. Diese besteht aus den beiden miteinander lösbar verbundenen Teilen 18a und 18b. Das Teil 18a ist mit dem Planetenkäfig 16 verbunden und in dem (nicht dargestellten) Gehäuse gelagert. Es enthält eine vom ausgangsseitigen Ende her eingebrachte Sackbohrung 31, in die ein Ansatz 32 des anderen Wellenteils 18b eingeschoben ist. Die Sackbohrung 31 und der Ansatz 32 enthalten zusammengreifende Kei!verzahnungen 33, wodurch die Wellenteile 18a und 18b drehfest verbunden sind. Es ist auch möglich, das Wellenteil 18b in das Wellenteil 18a einzuschrauben.

Der Meßabschnitt 24 befindet sich an dem Wellenteil 18b. Hier ist in einer Nut 23 der Torsionssensor 25 in Form von Dehnmeßstreifen befestigt. Die Nut 23 ist mit einer Hülse 34 zum Schutz des Torsionssensors 25 bedeckt .

Während bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 die Nut 23 von dem Gehäuseabschnitt 10a bedeckt wird, ragt bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 die Ausgangswelle 18 aus dem (nicht dargestellten) Gehäuse heraus, wobei sich der Meßbereich 24 außerhalb des Gehäuses befindet.

Das Wellenteil 18b kann aus dem Wellenteil 18a herausgezogen und ausgewechselt werden. In dem Wellenteil 18a befindet sich ein Hohlraum 35 und in dem Ansatz 32 befindet sich ein weiterer Hohlraum 36. In diesen Hohlräumen befinden sich Stecker 37 und 38, die die Abschnitte 26a und 26b des Kabels 26 miteinander verbin-

den. Beim Herausziehen des Wellenteiles 18b wird der Stecker 38 von dem Stecker 37 gelöst. Von dem Stecker 3 7 führt der Abschnitt 26b des Kabels durch die -{nicht dargestellte) Eingangswelle hindurch.

Das Ausführungsbeispxel von Fig. 3 und 4 entspricht weitgehend demjenigen der Fig. 1. Daher werden nachfolgend nur die Unterschiede beschrieben.

Gemäß Fig 3. und Fig. 4 ist ein mehrpoliger Steckerstift 44 vorgesehen, der mit einer Einstecköffnung 41 am Gehäuse des Meßgerätes 3 0 eine Drehkupplung 42 bildet. Durch die Axialbohrung der Eingangswelle 12 führt ein Rohr 43 hindurch, das mit der Ausgangswelle 18 drehfest verbunden ist. An dem aus der Eingangswelle herausragenden Rohrende ist ein Stecker 44 befestigt, dessen Anschlußklemmen mit den Adern des Kabels 26 verbunden sind. In dem Rohr 43 wird während des Betriebes des Schraubgerätes das Kabel 26 nicht verdrillt. Der Stecker 44 weist einen einzigen koaxialen Steckerstift 40 auf, dessen Kontaktflächen 40a,40b durch Isolierringe voneinander getrennt sind. Der Stecker 40 wird in die Einstecköffnung 41 des Gehäuses des Meßgerätes eingesteckt, so daß das Meßgerät 30 auf dem Kontaktstift 40 gedreht werden kann, um ein Aufwickeln des Kabels 26 zu vermeiden. Es besteht auch die Möglichkeit, das Gehäuse des Meßgerätes 3 0 durch ortsfeste Abstützung gegen Drehung zu sichern, beispielsweise indem ein von dem Gehäuse des Schraubgerätes abstehender Arm an dem Meßgerät 3 0 angreift und dieses festhält.

Das Meßgerät 3 0 hat eine zylindrische Form, wobei sich an der einen Stirnseite ein Anzeigefeld 45 befindet. Die in Fig. 3 benutzte Einstecköffnung 41 befindet sich

an der gegenüberliegenden Stirnseite des Meßgerätes, so daß beim Einstecken des Kontaktstiftes 4 0 in die Einstecköffnung 41 die Kontaktflächen 40a,40b mit Kontaktringen 41a,41b in Berührung gebracht werden. Wenn die Einstecköffnung 41 benutzt wird, kann das Meßgerät 30 von oben, also von der Stirnseite her, abgelesen werden.

Das Meßgerät 3 0 hat noch mindestens eine weitere Einstecköffnung 46, die an seiner Umfangsflache vorgesehen ist und deren Benutzung in Fig. 4 dargestellt ist. Das Ablesefeld 45 ist dann seitlich vom Schraubgerät ablesbar.

Ferner kann das Meßgerät 30 noch eine weitere Einstecköffnung 47 an seiner Umfangsflache aufweisen, wenn das Ablesen in einer anderen Winkelstellung gewünscht wird.

Claims

ANSPRUCHE

1. Schraubgerät mit einer Ausgangswelle (18), die in einem Gehäuse (10) drehbar gelagert ist und einen Meßabschnitt (24) mit einem Torsionssensor (25) aufweist, und einer koaxial zur Ausgangswelle (18) angeordneten Eingangswelle (12),
dadurch gekennzeichnet,

daß die Ausgangswelle (18) und die Eingangswelle (12) koaxiale Bohrungen (28,29) aufweisen, durch die ein mit dem Torsionssensor (25) verbundenes Kabel (26) verläuft, welches mit einem externen Meßgerät (30) verbindbar ist.

2. Schraubgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswelle (18) aus zwei lösbar verbundenen Wellenteilen (18a,18b) besteht, von denen der eine (18a) in dem Gehäuse (10) gelagert ist und der andere (18b) den Meßabschnitt (24) und eine Werkzeugkupplung (19) aufweist.

3. Schraubgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wellenteile (18a,18b) der Ausgangswelle (18) zusammenpassende Stecker (37,38) zum Verbinden zweier Abschnitte (26a,26b) des Kabels (26) enthalten.

4. Schraubgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangswelle (12) und die Ausgangswelle (18) Bestandteil eines ein- oder mehrstufigen Planetengetriebes (11) sind.

5. Schraubgerät nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Ausgangswelle (18)

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eine elektrische Drehkupplung (42) verbunden ist, durch die die Adern des Kabels (26) mit dem Meßgerät (3 0) verbunden sind.

6. Schraubgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehkupplung (42) an einem Rohr (43) befestigt ist, das durch die Eingangswelle (12) hindurchragt.

7. Schraubgerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehkupplung (42) einen einzigen mehrpoligen Steckerstift (40) aufweist.

8. Schraubgerät nach einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät (30) Bestandteil der Drehkupplung (42) ist und drehbar .an der Eingangswelle (12) angebracht ist.

9. Schraubgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät (30) von der Eingangswelle

(12) axial abziehbar ist.

10. Schraubgerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät (30) mehrere wahlweise zu benutzende Einstecköffnungen (41,46,47) für einen an der Eingangswelle (12) befestigten mehrpoligen Steckerstift (40) aufweist.