DE9116758U1

DE9116758U1 - Torque wrench

Info

Publication number: DE9116758U1
Application number: DE9116758U
Authority: DE
Original assignee: CARL WALTER SCHRAUBWERKZEUG FA
Current assignee: CARL WALTER SCHRAUBWERKZEUG FA
Priority date: 1991-02-13
Filing date: 1991-02-13
Publication date: 1993-11-18
Anticipated expiration: 2001-02-14

Description

PATENTANWÄLTEPATENT ATTORNEYS

zugelassene Vertreter beim Europäischen PatentamtProfessional representatives before the European Patent Office

DiPLPHYS. BUSE ■ DiPLPHYS. MENTZEL - dipling. LUDEWIG Unterdörnen 114 ■ Postfach 20 02 10 ■ 5600 Wuppertal 2 ■ Telefon (02 02) 55 70 22/23/24 ■ Telex 8 591 606 wpat · Telefax (02 02) 5715DiPLPHYS. BUSE ■ DiPLPHYS. MENTZEL - dipling. LUDEWIG Unterdörnen 114 ■ PO Box 20 02 10 ■ 5600 Wuppertal 2 ■ Telephone (02 02) 55 70 22/23/24 ■ Telex 8 591 606 wpat · Fax (02 02) 5715

^{11 c} D-5600 Wuppertal 2, den ^{11 c} D-5600 Wuppertal 2, the

Zur Eingabe vom 6.10.1993
Kennwort: "Doppelanschlag II"Regarding the submission of 6.10.1993
Password: "Double Stop II"

Carl Walter Schraubwerkzeug-Fabrik GmbH & Co.KG,
Hahnerberger Str. 82, 42349 WuppertalCarl Walter Screwing Tool Factory GmbH & Co.KG,
Hahnerberger Str. 82, 42349 Wuppertal

DrehmomentschlüsselTorque wrench

Die Erfindung betrifft einen Drehmomentschlüssel mit einem Meßteil eines Druck- und/oder Kraftmeßgerätes zur Messung der Befestigungskraft festzudrehender Schraubteile. Derartige Drehmomentschlüssel werden vielfach verwendet. Es zeigt sich jedoch, daß bei dem überwiegenden Teil der Drehmomentschlüssel nur eine ungenaue Messung möglich ist, da keine genau definierte Angriffsstelle für das Meßgerät vorgesehen ist.The invention relates to a torque wrench with a measuring part of a pressure and/or force measuring device for measuring the fastening force of screwed parts to be tightened. Such torque wrenches are used in many ways. However, it turns out that with the majority of torque wrenches only an inaccurate measurement is possible because there is no precisely defined point of attack for the measuring device.

Darüber hinaus lassen solche Drehmomentschlüssel nur die Messung von relativ geringen Drehmomenten zu.In addition, such torque wrenches only allow the measurement of relatively low torques.

Es ist zwar ein Drehmomentschlüssel mit einem zwischen einem Hebelarm und Schlüsseleinsatz vorgesehenen Planetengetriebe bekanntgeworden, das in seinem Hohlradkranz die Planetenräder und Sonnenrad aufnimmt, hierbei sind die Planetenräder auf einem drehbaren Träger angeordnet,A torque wrench with a planetary gear provided between a lever arm and a wrench insert has become known, which accommodates the planetary gears and sun gear in its ring gear, in which the planetary gears are arranged on a rotating carrier,

dessen Welle den Schlüsseleinsatz trägt, wobei die Welle des Sonnenrades mit einer Angriffsstelle für den Antrieb zur Drehung des Schlüsseleinsatzes versehen ist, wobei am Außenumfang des Hohlradkranzes ein zur Sperrung seiner Drehbewegung angeordneter Hebelarm vorgesehen ist.whose shaft carries the key insert, whereby the shaft of the sun gear is provided with an engagement point for the drive for rotating the key insert, whereby a lever arm is provided on the outer circumference of the ring gear rim to block its rotational movement.

Mit derartigen Drehmomentschlüsseln werden Schrauben mit Drehmomenten von mehr als 1000 Nm angezogen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Bestimmung des Drehmomentes auch hier relativ ungenau ist, da nicht genau definiert bzw. einstellbar ist, wo die zur Bestimmung des Drehmomentes erforderliche Kraft und/oder Druckmessung am Hebelarm stattfindet.Such torque wrenches are used to tighten screws with torques of more than 1000 Nm. However, it has been shown that the determination of the torque is relatively inaccurate here too, since it is not precisely defined or adjustable where the force and/or pressure measurement required to determine the torque takes place on the lever arm.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Drehmomentschlüssel mit einem Meßteil eines Druck- und/oder Kraftmeßgerätes zur Messung der Befestigungskraft festzudrehender Schraubteile - sei es mit oder ohne Planetengetriebe - so auszubilden, daß eine genaue Festlegung des Drehmomentes, mit der Schraubteile befestigt werden, möglich ist, darüber hinaus soll der Drehmomentschlüssel einen einfachen Aufbau und leicht handzuhaben sein. Dies geschieht erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 und/oder 2. Derartige Ausbildungen erlauben eine exakte Messung des Drehmomentes. Dadurch, daß gegen den Berührabschnitt ein Gegenanschlag bzw. ein Hebelarm führbar ist, ist eine genaue Kraft bzw. Druckmessung möglich, wobei der definierte Abstand von der Drehachse des Hohlradkranzes bzw. des Schlüsselsatzes es weiterhin erlaubt, aus dem Druck bzw. der sich ergebenden Kraft das Drehmoment zu berechnen, denn durch das Abtriebdrehmoment am Zahnrad kann über die Messung der Abstützkraft an der Berührabschnitt die genaue Bestimmung des Drehmomentes erfolgen. Der Vorteil der erfinderischen Drehmoment-The object of the invention is therefore to design a torque wrench with a measuring part of a pressure and/or force measuring device for measuring the fastening force of screw parts to be tightened - whether with or without planetary gear - in such a way that an exact determination of the torque with which screw parts are fastened is possible. In addition, the torque wrench should have a simple structure and be easy to handle. This is achieved according to the invention by the features of claim 1 and/or 2. Such designs allow an exact measurement of the torque. Because a counter stop or a lever arm can be guided against the contact section, an exact force or pressure measurement is possible, whereby the defined distance from the axis of rotation of the ring gear rim or the wrench set also allows the torque to be calculated from the pressure or the resulting force, because the output torque on the gear can be used to accurately determine the torque by measuring the support force on the contact section. The advantage of the inventive torque

schlüssel ist noch weiterhin darin zu sehen, daß auch das Drehmoment bei unterschiedlichen Schraubbedingungen jeweils direkt am Einsatzort bestimmbar ist, denn durch den konkreten Berührabschnitt ist unabhängig von dem Einsatzort eine genaue Zuordnung des Drehmomentes möglich. Durch die Wahl des konkreten Berührabschnittes ist darüber hinaus ein einfacher und wohlfeiler Aufbau des Drehmomentenschlüssels erreicht, der exakte und genaue Messungen zuläßt und zwar unabhängig davon, wie der Drehmomentschlüssel aufgebaut ist, sei es, daß der Drehmomentschlüssel zwei Hebelarme aufweist oder ein Planetengetriebe trägt. Auch die aufgewendete Kraft zur Drehung des Drehmomentschlüssels bzw. des Planetengetriebes beeinflußt das Meßergebnis nicht, da jede Messung zur Bestimmung des Anzugdrehmomentes in einem bestimmten Abstand erfolgt. Durch den um die Achse des Hohlkranzrades drehbaren zweiten Arm ist ein Anschlag für den Berührabschnitt des ersten Hebelarms gebildet, so daß eine einfache Handhabung gegeben ist, denn durch den zweiten Arm ist es nunmehr möglich, unabhängig von der Geometrie des Einsatzortes exakte Messungen durchzuführen, selbst wenn die Bewegung des zweiten Armes durch an unterschiedlichen Stellen am zweiten Hebelarm angreifende Anschläge blockiert ist. Aufgrund des Berührabschnittes am ersten Hebelarm ergibt sich ein exakt ausgerichteter Meßpunkt, der durch den zweiten Arm berührt ist. In einfacher Weise kann das jeweilige Drehmoment bestimmt bzw. abgelesen werden. Dadurch, daß ein ringartiges Teil des zweiten Hebelarms in eine nutenförmige Vertiefung des ersten Hebelarmes einsetzbar ist, bleibt der Meßpunkt mittig zur Kraftübertragung erhalten. Es treten keine Querkräfte auf, die das Meßergebnis beeinflussen könnten. Der erste Hebelarm und der zweite Hebelarm liegen konzentrisch um die Drehachse des Hohlradkranzes und sind praktisch umAnother advantage of the torque wrench is that the torque can be determined directly at the place of use under different screwing conditions, because the specific contact section enables an exact assignment of the torque regardless of the place of use. By choosing the specific contact section, a simple and inexpensive structure of the torque wrench is achieved, which allows exact and precise measurements, regardless of how the torque wrench is constructed, whether it has two lever arms or a planetary gear. The force used to turn the torque wrench or the planetary gear does not influence the measurement result, because each measurement to determine the tightening torque is carried out at a specific distance. The second arm, which can be rotated around the axis of the hollow rim wheel, forms a stop for the contact section of the first lever arm, so that it is easy to handle, because the second arm now makes it possible to carry out precise measurements regardless of the geometry of the location, even if the movement of the second arm is blocked by stops acting at different points on the second lever arm. The contact section on the first lever arm results in a precisely aligned measuring point that is touched by the second arm. The respective torque can be determined or read in a simple manner. Because a ring-like part of the second lever arm can be inserted into a groove-shaped recess in the first lever arm, the measuring point remains central to the force transmission. No transverse forces occur that could influence the measurement result. The first lever arm and the second lever arm are concentric around the axis of rotation of the hollow wheel rim and are practically

die gleiche Drehachse bewegbar. Schließlich erlaubt die nach einer Achsrichtung offene Vertiefung ein leichtes Einsetzen des ringartigen Teiles, so daß insgesamt ein einfacher Aufbau gegeben ist.the same axis of rotation. Finally, the recess that is open in one axial direction allows the ring-like part to be easily inserted, so that the overall structure is simple.

Es sind zwar schon bei einer Abstützvorrichtung für Getriebeschraubenschlüssel erste und zweite Hebelarme bekanntgeworden, die um eine Drehachse bewegbar sind. Die Konstruktion ist jedoch aufwendig in ihrer Herstellung und Montage, darüber hinaus haltern die Hebelarme keinen Schlüsseleinsatz. Die nutenartige Vertiefung ist auch nicht unmittelbar am ersten Hebelarm vorgesehen.First and second lever arms that can be moved around a rotation axis have already been identified in a support device for gear wrenches. However, the design is complex to manufacture and assemble, and the lever arms do not hold a wrench insert. The groove-like recess is also not provided directly on the first lever arm.

Empfehlenswerterweise ist der Berührabschnitt Teil eines Druck- und/oder Kraftmeßgerätes, das an einer am Hebelarm Arm vorgesehenen Halterung befestigt ist. Diese Anordnung erlaubt, daß, sobald der Berührabschnitt gegen den Gegenanschlag bzw. dem zweiten Hebelarm anliegt, das Druck- und/oder Kraftmeßgerät die entsprechende Messung vornehmen kann und gegebenenfalls das jeweilige Drehmoment anzeigt, hierbei erlaubt die Halterung in einfacher Weise auch unterschiedliche Druck- und/oder Kraftmeßgeräte anzubringen. It is advisable for the contact section to be part of a pressure and/or force measuring device that is attached to a bracket provided on the lever arm. This arrangement allows the pressure and/or force measuring device to take the corresponding measurement as soon as the contact section rests against the counter stop or the second lever arm and, if necessary, display the respective torque. The bracket also allows different pressure and/or force measuring devices to be attached in a simple manner.

Empfehlenswerterweise ist die Halterung als eine im Arm vorgesehene Aufnahme ausgebildet, da es sich gezeigt hat, daß hierdurch ein exakte Anordnung des Berührabschnitt möglich ist und somit eine exakte Messung gegeben ist. Darüber hinaus erlaubt die Aufnahme, daß auch unmittelbar Wände der Aufnahme ein Teil des Druck- und/oder Kraftmeßgerätes sein können.It is advisable to design the holder as a receptacle in the arm, as it has been shown that this allows an exact arrangement of the contact section and thus an exact measurement. In addition, the receptacle allows the walls of the receptacle to be part of the pressure and/or force measuring device.

Vorteilhafterweise ist das Druck- und/oder Kraftmeßgerät mechanischer elektrischer pneumatischer und/oder hydrau-Advantageously, the pressure and/or force measuring device is mechanical, electrical, pneumatic and/or hydraulic.

lischer Bauart. Bei allen Meßgeräten kann unmittelbar der Druck und die Kraft abgelesen werden und somit durch Messung des Abstandes von der Achse des Hohlkranzrades bzw. des Schlüsseleinsatzes das Drehmoment berechnet werden. Die elektronische, pneumatische oder hydraulische Bauart gestattet neben der Anzeige des Drehmomentes auch weitere Schaltmöglichkeiten vorzunehmen. Die hydraulische bzw. pneumatische Bauart, erlaubt beispielsweise durch Einbringen eines Kolbens in die Aufnahme, unmittelbar eine exakte Messung.Electronic design. The pressure and force can be read directly from all measuring devices and the torque can be calculated by measuring the distance from the axis of the hollow rim wheel or the key insert. The electronic, pneumatic or hydraulic design allows for additional switching options in addition to displaying the torque. The hydraulic or pneumatic design allows for an exact measurement to be made directly, for example by inserting a piston into the holder.

Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel empfiehlt es sich bei einem automatischen Antrieb der Drehbewegung des Schlüsseleinsatz das Antriebsmedium, sei es gasförmiger, flüssigkeitsartiger oder stromartiger Natur, über ein durch das Druck- und/oder Kraftmeßgerät erzeugtes Signal zu sperren bzw. zu unterbrechen. Der Antrieb kann über das einstellbare Druck- und/oder Kraftmeßgerät bei Erreichen des gewünschten Drehmomentes abgestellt werden, so daß sich eine einfache Handhabung des Drehmomentenschlüssels ergibt, insbesondere aber eine genaue Einstellung für das zu befestigende Schraubteil.In a special embodiment, it is recommended that the drive medium, whether gaseous, liquid or current-like, be blocked or interrupted using a signal generated by the pressure and/or force measuring device when the desired torque is reached, in the case of an automatic drive of the rotary movement of the wrench insert. The drive can be switched off using the adjustable pressure and/or force measuring device when the desired torque is reached, so that the torque wrench is easy to handle and, in particular, allows for precise adjustment of the screw part to be fastened.

Empfehlenswerterweise sind an dem Hebelarm mehrere in definierten Abständen bezüglich der Drehachse des Hohlkranzrades bzw. des Schlüsseleinsatz liegende wahlweise benutzbare Aufnahmen vorgesehen, in denen Druck- und/oder Kraftmeßgeräte mit ihrem Berührabschnitt eingesetzt werden können. Dies erlaubt je nach Größe des einzustellenden Drehmomentes am Drehmomentschlüssel unterschiedliche Abstände zu benutzen, trotzdem aber sichere Messungen an dem Berührabschnitt zu erhalten.It is advisable to provide several optionally usable receptacles on the lever arm at defined distances from the axis of rotation of the hollow rim wheel or the wrench insert, in which pressure and/or force measuring devices can be inserted with their contact section. This allows different distances to be used depending on the size of the torque to be set on the torque wrench, but still allows reliable measurements to be obtained on the contact section.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung istIn a further embodiment of the invention,

der erste Hebelarm mit dem Hohlradkranz sowie der zweite Arm gemeinsam bezüglich der Hohlradkranzachse beidseitig auf dem Planetenträger aufsetzbar. Durch diese Maßnahme wird gewährleistet, daß nicht nur das Anzugsdrehmoment sondern auch das Lösedrehmoment des Schraubteiles meßbar bzw. bestimmbar ist, ohne daß der bauliche Aufwand des Drehmomentschlüssels wesentlich vergrößert wird.the first lever arm with the ring gear and the second arm together can be placed on both sides of the planet carrier with respect to the ring gear axis. This measure ensures that not only the tightening torque but also the loosening torque of the screw part can be measured or determined without significantly increasing the structural complexity of the torque wrench.

Empfehlenswert ist es, wenn der zweite Hebelarm einen handgriffartigen Abschnitt trägt und daß die beiden Hebelarme bezüglich ihrer gemeinsamen Drehbewegung lose aneinander kuppelbar sind. Durch diese Maßnahme ist gewährleistet, daß bei der Befestigung des Schraubteiles der Berührungsabschnitt des Druck- und/oder Kraftmeßgerätes an dem einen Arm im ständigen Kontakt mit dem zweiten Arm steht. Der Berührungsabschnitt am ersten Hebelarm wird dann mit einer bestimmten Kraft belastet, die dann am Meßgerät abgelesen werden kann. Bei jedem Augenblick der Befestigungsbewegung des Schraubteiles kann also die Befestigungskraft bzw. das entsprechende Drehmoment abgelesen werden. Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel ist der Schlüsseleinsatz ratschenartig in der Aufnahme gelagert, hierbei bewegen sich die beiden Hebelarme in der einen Drehrichtung gemeinsam mit dem Schlüsseleinsatz zum Befestigen des Schraubteiles, während in der anderen Drehrichtung die beiden Hebelarme ohne Schlüsseleinsatz bewegbar sind. Auf diese Weise ist in einfacher Weise eine Befestigung mit dem Drehmomentschlüssel möglich, selbst wenn nicht genügend Raumbedarf bei der Befestigung vorhanden ist. Schon mit kurzen Winkelschwenkungen ist die Befestigung möglich, wobei jederzeit das Befestigungsdrehmoment am Kraft- und/oder Meßgerät angezeigt wird.It is recommended that the second lever arm has a handle-like section and that the two lever arms can be loosely coupled to one another with regard to their joint rotational movement. This measure ensures that when the screw part is fastened, the contact section of the pressure and/or force measuring device on one arm is in constant contact with the second arm. The contact section on the first lever arm is then loaded with a certain force, which can then be read off the measuring device. The fastening force or the corresponding torque can therefore be read off at every moment of the fastening movement of the screw part. In a special embodiment, the wrench insert is mounted in the holder like a ratchet, with the two lever arms moving in one direction of rotation together with the wrench insert to fasten the screw part, while in the other direction of rotation the two lever arms can be moved without the wrench insert. In this way, fastening with the torque wrench is possible in a simple manner, even if there is not enough space for fastening. Fastening is possible even with short angular movements, with the fastening torque being displayed at all times on the force and/or measuring device.

Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt und zwar zeigenThe drawing shows the subject matter of the invention in several embodiments, namely

Fig. 1 in schematischer Darstellung
in Seitenansicht einen
Drehomentschlüssel mit einem zu
befestigenden Schraubteil,Fig. 1 in schematic representation
in side view a
Torque wrench with a
fastening screw part,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II - II
der Fig. 1,Fig. 2 a section along the line II - II
of Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt
des ersten Hebelarm,Fig. 3 is a plan view, partly in section
of the first lever arm,

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen um dasFig. 4 is a plan view of a

Hohlrad bewegbaren zweiten Hebelarm.Ring gear movable second lever arm.

Fig. 5 in schematischer Darstellung inFig. 5 in schematic representation in

Seitenansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel des Drehmomentschlüssel und Side view of another embodiment of the torque wrench and

Fig. 6 eine Draufsicht des Drehmomentschlüssel
nach Fig. 5.Fig. 6 a top view of the torque wrench
according to Fig. 5.

In den Fig. 1-4 ist der Drehmomentenschlüssel Io schematisch dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht der Drehmomentschlüssel im wesentlichen aus einem als Übersetzungsgetriebe dienenden Planetengetriebe 11, einem an dem Planetengetriebe befestigten ersten Hebelarm 12, der einen Berührabschnitt 13 trägt sowie einen Handhebel 14, der zur Betätigung des Drehmomentschlüssels Io dient und schließlich einem Schlüsseleinsatz 37The torque wrench Io is shown schematically in Fig. 1-4. In this embodiment, the torque wrench essentially consists of a planetary gear 11 serving as a transmission gear, a first lever arm 12 attached to the planetary gear, which carries a contact section 13 and a hand lever 14 which serves to operate the torque wrench Io and finally a wrench insert 37

mit einer Aufnahme 15, die dazu dient, den Kopf 16 eine Schraubteiles 17 zu befestigen.with a holder 15 which serves to fasten the head 16 of a screw part 17.

Das Planetengetriebe ist aus einem Hohlradkranz 18 mit einer Innenverzahnung aufgebaut. Am Außenumfang ist der Hebelarm 12 angeformt. Das Planetengetriebe 11 weist weiterhin einen Planetenradträger 19 auf, auf dem auf entsprechenden Achsen 2o die einzelnen Planetenräder 21 drehbar gelagert sind. Mittig greift ein Sonnenrad 22 des Planetengetriebes an die einzelnen Planetenräder 21 an. Das Sonnenrad ist mit einer Welle 23 ausgestattet, die an ihrem oberen Ende einen Vierkant 24 trägt, auf dem drehfest der Handhebel 14 angeordnet ist.The planetary gear is constructed from a ring gear 18 with internal teeth. The lever arm 12 is molded onto the outer circumference. The planetary gear 11 also has a planetary gear carrier 19 on which the individual planetary gears 21 are rotatably mounted on corresponding axes 20. In the middle, a sun gear 22 of the planetary gear engages the individual planetary gears 21. The sun gear is equipped with a shaft 23 which has a square 24 at its upper end on which the hand lever 14 is arranged in a rotationally fixed manner.

Der Planetenradträger 19 ist ebenfalls mit einer Welle 25 ausgestattet. Diese Welle trägt an ihrem freien Ende den Schlüsseleinsatz 37 mit der Aufnahme 15, mit der beim Einsatz des Drehmomentschlüssels der Kopf 16 eines Schraubteiles 17 umgriffen wird.The planetary gear carrier 19 is also equipped with a shaft 25. This shaft carries at its free end the key insert 37 with the holder 15, which grips the head 16 of a screw part 17 when the torque wrench is used.

Wie aus Fig. 1 und Fig. 2 zu erkennen ist, ist der Hebelarm 12 mit einer ringartig angeordneten Nut 26 versehen, die sich konzentrisch zum Sonnenrad 22 erstreckt bzw. zu dessen Drehachse 27. Diese Drehachse 27 ist, wie aus den Figuren erkennen ist, auch zugleich die Drehachse des Handhebels 14. In die ringartige Nut 26 greift der ringartige Teil 28 eines zweiten Hebelarmes 29, hierbei ist der ringartige Teil 28 konzentrisch um die Drehachse 27 bzw. des Hohlradkranzes 18. Der Anschlaghebel ist bereichsweise bezüglich des ersten Hebelarmes drehbar, wobei er auch gemeinsam mit dem ersten Hebelarm drehbar ist. Der ringartige Teil 28 des Hebels 29 trägt eine Verlängerung, deren Länge unabhängig von der Länge des ersten Hebelarmes 12 ist.As can be seen from Fig. 1 and Fig. 2, the lever arm 12 is provided with a ring-like groove 26, which extends concentrically to the sun gear 22 or to its axis of rotation 27. This axis of rotation 27 is, as can be seen from the figures, also the axis of rotation of the hand lever 14. The ring-like part 28 of a second lever arm 29 engages in the ring-like groove 26, the ring-like part 28 being concentric around the axis of rotation 27 or the ring gear rim 18. The stop lever can be rotated in some areas with respect to the first lever arm, and can also be rotated together with the first lever arm. The ring-like part 28 of the lever 29 carries an extension, the length of which is independent of the length of the first lever arm 12.

Der Berührabschnitt 13 liegt am ersten Hebelarm 12 im Abstand a von der Drehachse 27 der Welle 23 des Sonnenrades 22, hierbei ist der Abstand a genau vorherbestimmt, um so ein festes Maß zu haben, an der der Berührabschnitt angeordnet ist.The contact section 13 is located on the first lever arm 12 at a distance a from the axis of rotation 27 of the shaft 23 of the sun gear 22, the distance a is precisely predetermined in order to have a fixed dimension at which the contact section is arranged.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Berührabschnitt 13 Teil eines Druck- und/oder Kraftmeßgerätes 31, wobei der Berührabschnitt an einem in einer Aufnahme 32 des Hebelarmes 12 angeordneten Kolben sein soll. Dieser Kolben (nicht dargestellt) ist federbelastet und drückt bei Belastung Flüssigkeit von der Aufnahme 32 über einen Kanal 33 zum Meßgerät 31. AmIn the present embodiment, the contact section 13 is part of a pressure and/or force measuring device 31, whereby the contact section is to be on a piston arranged in a receptacle 32 of the lever arm 12. This piston (not shown) is spring-loaded and, when loaded, presses liquid from the receptacle 32 via a channel 33 to the measuring device 31.

Meßgerät kann beispielsweise dann der erzeugte Druck angezeigt werden, mit welcher Kraft der Berührabschnitt belastet wird, wobei durch den genauen Abstand zwischen Berührabschnitt und der Drehachse 27 das Drehmoment beim Befestigen des Schraubteiles ableitbar ist. Durch entsprechende Umänderung der Skala des Meßgerätes kann auch direkt das Drehmoment angegeben werden.For example, the measuring device can then display the pressure generated, the force with which the contact section is loaded, whereby the torque when fastening the screw part can be derived from the exact distance between the contact section and the rotation axis 27. By changing the scale of the measuring device accordingly, the torque can also be indicated directly.

Der Berührabschnitt könnte auch Teil eines Dehnungsmeßstreifens sein, dessen Widerstandswerte sich bei einer Belastung verändern. Über die unterschiedlichen Widerstandswerte wäre dann eine Kraft oder Druckmessung möglich. The contact section could also be part of a strain gauge, whose resistance values change when a load is applied. The different resistance values would then make it possible to measure force or pressure.

Zur Wirkungsweise der Erfindung sei folgendes bemerkt, daß nach Aufsetzen des Drehmomentschlüssels Io mit seiner Aufnahme 15 auf den Kopfteil 16 des Schraubteiles 17 durch Drehung des Handhebels 14 der Schraubteil 17 in ein Gewinde eines Werkstückes 34 eingedreht werden kann. Bei einer Drehung des Handhebel 14 im Uhrzeigersinn erfolgtThe following should be noted regarding the mode of operation of the invention: after placing the torque wrench Io with its holder 15 on the head part 16 of the screw part 17, the screw part 17 can be screwed into a thread of a workpiece 34 by turning the hand lever 14. When the hand lever 14 is turned clockwise,

durch das Abtriebdrehmoment an der Innenverzahnung des Hohlradkranzes auf den ersten Hebelarm eine Kraft erzeugt, die in Gegenuhrzeigersinn gerichttet ist. Je stärker die Kraft zur Eindrehung des Schraubteiles 17 wird, desto größer wird die Kraft, die am ersten Hebelarm wirkt. Ist schließlich das Schraubteil so stark eingedreht, daß eine Drehung kaum noch möglich ist, wird die Kraft, die auf den ersten Hebelarm wirkt schließlich so groß, daß dieser Arm im Gegenuhrzeigerrichtung gedreht wird und dabei gegen den einen Anschlag bildenden zweiten Hebelarm 29 stößt. Dieser Hebel wird bereichsweise mit gedreht, bis er schließlich gegen einen als Anschlag 35 ausgebildeten Widerstand stößt. Sobald er zur Anlage gegen den Anschlag 35 kommt, kann der Widerlagerarm 12 und der Anschlaghebel nicht weitergedreht werden. Die über den Hebel 29 wirkende Kraft auf den Berührabschnitt 13 ist damit ein unmittelbares Maß für das an dem Kopfteil 16 des Schraubteiles 17 wirkende Drehmoment. Über die an den Berührabschnitt wirkende Kraft kann dann im Meßgerät 31 die Kraft bzw. das entsprechende Drehmoment angezeigt werden, so daß bei Betätigung des Handhebels 14 am Meßgerät 31 gegebenenfalls abgelesen werden kann, mit welchem Drehmoment das Schraubteil 17 in einem Gewinde des Werkstückes 34 befestigt wird. Es sei hier noch darauf hingewiesen, daß der Anschlag 35 in einem Abstand b bezüglich der Drehachse 27 der Welle 23 des Sonnenrades 22 angeordnet sein kann und unabhängig von dem Abstand a ist. Die Kraft, die über den Hohlradkranz schließlich bei einer Betätigung des Drehmomentschlüssels Io auf den Berührabschnitt wirkt, greift immer im gleichen Abstand a an, unabhängig davon, wie der Anschlaghebel 29 gestaltet ist und durch welchen Anschlag 35 seine Drehbewegung blockiert wird.The output torque on the internal teeth of the ring gear creates a force on the first lever arm, which is directed in an anti-clockwise direction. The stronger the force for screwing in the screw part 17, the greater the force acting on the first lever arm. If the screw part is finally screwed in so much that rotation is hardly possible, the force acting on the first lever arm is finally so great that this arm is rotated in an anti-clockwise direction and in doing so hits the second lever arm 29, which forms a stop. This lever is rotated in sections until it finally hits a resistance designed as a stop 35. As soon as it comes to rest against the stop 35, the abutment arm 12 and the stop lever cannot be rotated any further. The force acting on the contact section 13 via the lever 29 is therefore a direct measure of the torque acting on the head part 16 of the screw part 17. The force acting on the contact section can then be used to display the force or the corresponding torque in the measuring device 31, so that when the hand lever 14 is operated, the measuring device 31 can be used to read the torque with which the screw part 17 is fastened in a thread of the workpiece 34. It should also be noted here that the stop 35 can be arranged at a distance b with respect to the axis of rotation 27 of the shaft 23 of the sun gear 22 and is independent of the distance a. The force which finally acts on the contact section via the ring gear when the torque wrench Io is operated always acts at the same distance a, regardless of how the stop lever 29 is designed and which stop 35 blocks its rotational movement.

Es sei hier noch auf folgendes hingewiesen, daß der Drehmomentschlüssel 10 auch zum Lösen des im Werkstück 34 befestigten Schraubteil 17 verwendet werden kann und somit das Loslösedrehmoment messen kann.It should also be noted here that the torque wrench 10 can also be used to loosen the screw part 17 fastened in the workpiece 34 and can thus measure the loosening torque.

Hierzu braucht lediglich der Hebelarm 12 mit dem zweiten Hebelarm 29 vom Planetenradträger 19 abgezogen werden und dann bezüglich der Drehachse des Hohlradkranzes gesehen genau um 180 Grad gedreht zu werden, um wieder auf den Planetenradträger aufgesetzt werden. Bei einer Betätigung des Handhebels im Gegenuhrzeigersinn kann dann der erste Hebelarm 12 bzw. der Anschlaghebel im Uhrzeigersinn gedreht werden, so daß der Berührabschnitt wieder gegen den zweiten Hebelarm 29 zur Anlage kommen kann.To do this, the lever arm 12 with the second lever arm 29 only needs to be pulled off the planet gear carrier 19 and then rotated exactly 180 degrees with respect to the rotation axis of the ring gear in order to be placed back on the planet gear carrier. When the hand lever is operated in an anti-clockwise direction, the first lever arm 12 or the stop lever can then be rotated clockwise so that the contact section can come into contact with the second lever arm 29 again.

Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6 weist einen ähnlichen Aufbau auf, wie das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4. Es haben daher die jeweils entsprechenden Bauteile die gleichen Bezugszahlen.The embodiment according to Figs. 5 and 6 has a similar structure to the embodiment according to Figs. 1 to 4. The corresponding components therefore have the same reference numbers.

Zum Unterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel ist bei diesem Ausführungsbeispiel kein Planetengetriebe vorgesehen. Vielmehr ist der Schlüsseleinsatz 37 drehfest am ersten Hebelarm 12 befestigt. Hierzu weist der Schlüsseleinsatz 37 einen Vierkant auf, der in einen vierkantartigen Durchbruch eingreift. Der Durchbruch selber befindet sich an einem ratschenartigen Einbauteil 4o, das seinerseits in einer Aufnahme 38 des Hebelarmes 12 drehfest angeordnet ist. Durch das ratschenartige Einbauteil wird eine Drehrichtung des Schlüsseleinsatzes bevorzugt, während bei der entgegengesetzten Drehbewegung der Schlüsseleinsatz sich gegenüber dem Schraubteil nicht bewegt. Dieses ratschenartige Einbauteil kann einen an sich bekannten Aufbau haben, wie er bereits bei Schraubschlüs-In contrast to the first embodiment, no planetary gear is provided in this embodiment. Rather, the key insert 37 is attached to the first lever arm 12 in a rotationally fixed manner. For this purpose, the key insert 37 has a square that engages in a square-shaped opening. The opening itself is located on a ratchet-like installation part 4o, which in turn is arranged in a rotationally fixed manner in a receptacle 38 of the lever arm 12. The ratchet-like installation part favors one direction of rotation of the key insert, while in the opposite rotational movement the key insert does not move relative to the screw part. This ratchet-like installation part can have a structure known per se, as is already the case with screw wrenches.

sein od.dgl. bekannt ist, ebenso ist es möglich, daß mittels eines Umschalthebels die gewünschte Drehrichtung des Schlüsseleinsatzes einschaltbar ist.be known or similar, it is also possible that the desired direction of rotation of the key insert can be switched by means of a switch lever.

Konzentrisch um die Drehachse 27 des Schlüsseleinsatzes 37 ist der zweite Hebelarm 29 mit einem ringartigen Teil 28 in einer Ringnut 26 des Hebelarmes 12 gelagert. Der zweite Hebelarm 29 des Drehmomentschlüssels dient als Anschlag für den Berührabschnitt 13 des Meßgerätes 31.The second lever arm 29 is mounted concentrically around the axis of rotation 27 of the wrench insert 37 with a ring-like part 28 in an annular groove 26 of the lever arm 12. The second lever arm 29 of the torque wrench serves as a stop for the contact section 13 of the measuring device 31.

Wie aus Fig. 6 zu erkennen ist, weist der zweite Hebelarm 29 einen handgriffartigen Abschnitt 36 auf. Mit diesem handgriffartigen Abschnitt kann der Hebelarm um die Drehachse 27 bewegt werden. Im Uhrzeigersinn drückt der Hebelarm 29 dabei gegen den Berührabschnitt 13 des ersten Hebelarms, so daß bei der Befestigung über die Kraft, die auf den Berührabschnitt wirkt, das Drehmoment zur Schraubbefestigung anzeigbar bzw. meßbar ist.As can be seen from Fig. 6, the second lever arm 29 has a handle-like section 36. With this handle-like section, the lever arm can be moved about the axis of rotation 27. The lever arm 29 presses clockwise against the contact section 13 of the first lever arm, so that during fastening, the torque for screw fastening can be displayed or measured via the force acting on the contact section.

Es sei hier noch erwähnt, daß der erste und der zweite Hebelarm 12 bzw. 29 über nicht dargestellte Kupplungselemente aneinander festgelegt werden können, um so bei einer Hin- und Herschwenkbewegung sowohl den ersten als auch den zweiten Hebelarm bewegen zu können, hierbei erfolgt die Kupplung zwischen den beiden Armen 12 und 29, jedoch so, daß bei unbelastetem Hebelarm 29 keine Kraft auf dem Berührabschnitt 13 wirkt. Erst bei einer Bewegung des Hebelarmes 29 in Drehrichtung erfolgt eine Kraftübertragung auf den Berührabschnitt.It should also be mentioned here that the first and second lever arms 12 and 29 can be secured to one another via coupling elements (not shown) in order to be able to move both the first and the second lever arms during a back and forth pivoting movement. The coupling is made between the two arms 12 and 29, but in such a way that no force acts on the contact section 13 when the lever arm 29 is not loaded. Only when the lever arm 29 moves in the direction of rotation is a force transmitted to the contact section.

Zum Abschluß sei darauf hingewiesen, daß bei beiden Ausführungsbeispielen das eigentliche Gehäuse des Drehmomentschlüssels Io aus Übersichtsgründen weggelassen wur-Finally, it should be noted that in both examples, the actual housing of the torque wrench Io has been omitted for reasons of clarity.

de. Es kann einen an sich bekannten Aufbau haben. Es wurden lediglich die zum Verständnis der Erfindung im wesentlichen Teile dargestellt.de. It can have a structure known per se. Only the parts essential to understanding the invention have been shown.

Wie bereits erwähnt, sind die dargestellte Ausführungsformen nur beispielsweise Verwirklichungen der Erfindung. Diese ist nicht darauf beschränkt. Es sind noch mancherlei Abänderungen möglich. Statt des dargestellten Handhebels könnte an dem Vierkant der Welle 23 auch ein Motorantrieb angebracht werden, um so maschinell die Schraube einziehen zu können. Dieser Motorantrieb könnte durch das Druck- und/oder Kraftmeßgerät gesteuert werden, hierbei würde zweckmäßigerweise an dem Druck- und/oder Kraftmeßgerät das gewünschte Drehmoment, mit der der Schraubteil befestigt werden soll, einstellbar sein, wobei dann bei Erreichen dieses Drehmomentes der elektrische Antrieb ausgeschaltet sein würde. Falls statt des elektrischen Antriebs ein pneumatischer oder hydraulischer Antrieb gewählt würde, könnte ebenfalls durch Unterbrechung der Zufuhr des Antriebsmedium bei Erreichen des eingestellten Drehmomentes die Einschraubbewegung gestoppt werden. Weiterhin sei erwähnt, daß die Aufnahme zur Halterung des Meßgerätes auch an dem zweiten Hebel sein könnte. Beim Gebrauch des Drehmomentschlüssels würde dann das mit dem zweiten Hebel verbundene Meßgerät mit seinem Berührabschnitt gegen den ersten Hebelarm stoßen. Da der Berührabschnitt einen exakten Abstand von der Drehachse des Sonnenrades hätte, wäre wiederum eine exakte Messung des Drehmomentes möhglich. Weiterhin sei darauf hingewiesen, daß der erste Hebelarm mehrere im gleichen Abstand angeordnete Aufnahmen zur Halterung der Berührabschnittes bzw. des Meßgerätes haben könnte. Da hierdurch der Abstand zwischen dem Berührabschnitt und der Drehachse des Sonnenrades genau definiert ist, ist wiederumAs already mentioned, the embodiments shown are only examples of the implementation of the invention. This is not limited to this. Various modifications are possible. Instead of the hand lever shown, a motor drive could also be attached to the square of the shaft 23 in order to be able to pull in the screw mechanically. This motor drive could be controlled by the pressure and/or force measuring device, in which case the desired torque with which the screw part is to be fastened would be set on the pressure and/or force measuring device, whereby the electric drive would then be switched off when this torque is reached. If a pneumatic or hydraulic drive were selected instead of the electric drive, the screwing movement could also be stopped by interrupting the supply of the drive medium when the set torque is reached. It should also be mentioned that the holder for holding the measuring device could also be on the second lever. When using the torque wrench, the measuring device connected to the second lever would then hit the first lever arm with its contact section. Since the contact section would be at an exact distance from the axis of rotation of the sun gear, an exact measurement of the torque would again be possible. It should also be noted that the first lever arm could have several equally spaced receptacles for holding the contact section or the measuring device. Since this precisely defines the distance between the contact section and the axis of rotation of the sun gear, it is again possible to measure the torque precisely.

eine exakte Messung des Drehmomentes möglich. Statt der dargestellten Schraubverbindung des Meßgerätes an dem Arm könnte auch eine Klemmhalterung am Arm selber gewählt werden. Die Lage der dem Meßgerät zugeordneten Berührfläche bleibt unverändert. Weiterhin sei vorgetragen, daß Meßgerät und Berührabschnitt gemeinsam in der Aufnahme des Hebelarms angeordnet sein können. Zum Abschluß sei erwähnt, daß durch den gezeigten Drehmomentschlüssel sowohl ein dynamisches Messen als auch ein statisches Messen der Abstützkraft an der Berührfläche möglich ist, so daß jederzeit genau feststellbar ist, mit welchem Drehmoment das Schraubteil bewegt wird. Zum Abschluß sei darauf hingewiesen, daß zur genauen Messung der erste Hebelarm sowie der zweite Hebelarm möglichst verwindungssteif ausgebildet sein müßten. Außerdem sei bemerkt, daß hinsichtlich der Druck- und Kraftmessung im Bereich der Berührfläche verschiedene Größen eines Meßgerätes einsetzbar sind, um so den Drehmomentschlüssel in einem möglichst großen Anwendungsbereich einsetzen zu können, wobei der Meßbereich bis zum 9000 Nm ausgedehnt sein könnte. an exact measurement of the torque is possible. Instead of the screw connection of the measuring device to the arm shown, a clamp holder on the arm itself could also be chosen. The position of the contact surface assigned to the measuring device remains unchanged. It should also be stated that the measuring device and the contact section can be arranged together in the holder of the lever arm. Finally, it should be mentioned that the torque wrench shown enables both dynamic and static measurement of the support force on the contact surface, so that the torque with which the screw part is moved can be determined at any time. Finally, it should be pointed out that for an accurate measurement, the first lever arm and the second lever arm must be designed to be as torsionally rigid as possible. It should also be noted that with regard to the pressure and force measurement in the area of the contact surface, different sizes of measuring device can be used in order to be able to use the torque wrench in the widest possible range of applications, whereby the measuring range could be extended up to 9000 Nm.

Claims

PATENTANWÄLTEPATENT ATTORNEYS

Professional representatives before the European Patent Office

DiPLPHYS. BUSE ■ DiPLPHYS. MENTZEL ■ dipling. LUDEWIG Unterdörnen 114 ■ PO Box 20 02 10 ■ 5600 Wuppertal 2 · Telephone (02 02) 55 70 22/23/24 ■ Telex 8 591606 wpat · Fax (02 02) 5715

^c D-5600 Wuppertal 2, the

G 91 16 758.2 Regarding the submission of 6.1O.1993

Password: "Double Stop II"

Carl Walter Screwing Tool Factory GmbH & Co.KG,
Hahnerberger Str. 82, 42349 Wuppertal

Expectations :

Torque wrench with a measuring part of a
Pressure and/or force measuring device for measuring
the fastening force of screw parts (17) to be tightened, with a first lever arm (12) with which a key insert (37) can be held on a ring gear rim (18) which can be rotated about an axis (27), the key insert (37) in turn being rotatably connected to the head (16) of the screw part (17), with a second lever arm (29) which is mounted (37) so as to be rotatable about the axis of rotation (27) of the key insert, one of the two lever arms (12, 29) having a contact section (13) of a pressure and/or force measuring device (31) at a defined distance (a) from the axis of rotation (27), while the other lever arm (29, 12) loads the contact section (13) when the key insert (37) rotates, the second arm (29) surrounds the outer circumference of the ring gear rim (18) in a ring-shaped manner and is in some areas in a ring-shaped manner to the axis of rotation (27) of the ring gear rim (18) lying groove-shaped recess (26) of the first lever arm

(12) arranged.

2. Torque wrench in particular according to claim 1,
characterized in that a planetary gear (H) is provided between the first lever arm (12) and the key insert (37), which receives the planetary gears and the sun gear (22) in a ring gear on the first lever arm (21), the planetary gears (21) being arranged on a rotatable carrier (19), the shaft (15) of which carries the key insert (37), the shaft (13) of the sun gear (22) being provided with an engagement point (24) for driving the rotation of the key insert (37), a second lever arm (29) being provided on the outer circumference of the ring gear (19) and arranged to block the rotational movement of the first lever arm (12), and the first lever arm (12) having a contact section (13) of a pressure and/or Force measuring device (31) for detecting the respective force occurring at the contact section (13), wherein a counter-stop of the second lever arm (29) acting on the contact section (13) can block further movement of the ring gear rim when the screw part (17) is fastened.

3. Torque wrench according to claim 1 or 2, characterized in that the contact section (13) is part of a pressure and/or force measuring device (31) which is attached to a holder (32) provided on the lever arm (12).

4. Torque wrench according to claim 3, characterized in that the holder (32) is designed as a receptacle provided in the arm (12).

5. Torque wrench according to one of the claims

1 to 4, characterized in that the pressure and/or force measuring device (31) is of mechanical, electronic, pneumatic and/or hydraulic design.

6. Torque wrench according to one of claims 1 to 5, characterized in that, when the rotary movement of the wrench insert (37) is automatically driven, the drive medium, whether it is gaseous, liquid or current-like, can be blocked or interrupted by a signal generated by the pressure and/or force measuring device (31).

7. Torque wrench according to one of the claims

1 to 6, characterized in that optionally usable receptacles (32) for a pressure and/or force measuring device (31) are provided on the lever arm (12) at several defined distances with respect to the axis of rotation (27) of the ring gear rim (18) or the key insert (37).

8. Torque wrench according to one of the claims

1 to 7, characterized in that the lever arm (12) with the ring gear (18) and the second arm (29) can be placed together on both sides of the planet carrier (21) with respect to the ring gear axis (27)

is.

9. Torque wrench according to one of the claims
1 or 8, characterized in that the

a lever arm (29) carries a handle-like section (36) and that the two lever arms (12,29) are loosely coupled to one another with respect to their common rotary movement.

10. Torque wrench according to one of the claims
1, 8 to 9, characterized in that the
Key insert (37) is mounted in a receptacle (38) like a ratchet, the two lever arms (12,29) move in one direction of rotation together with the key insert (37), while in the other direction of rotation the two lever arms can be moved without the key insert.