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DE102005039682A1 - Schraubenschlüssel mit Drehmomentanzeige - Google Patents

Schraubenschlüssel mit Drehmomentanzeige Download PDF

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Publication number
DE102005039682A1
DE102005039682A1 DE200510039682 DE102005039682A DE102005039682A1 DE 102005039682 A1 DE102005039682 A1 DE 102005039682A1 DE 200510039682 DE200510039682 DE 200510039682 DE 102005039682 A DE102005039682 A DE 102005039682A DE 102005039682 A1 DE102005039682 A1 DE 102005039682A1
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DE
Germany
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strain
longitudinal direction
processing circuit
wrench
force transmission
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE200510039682
Other languages
English (en)
Inventor
Hsuan-Sen Shiao
Da-Jeng Yao
Tsong-Li Lee
Chia-Ju Wu
Han-Tai Fan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stand Tools Enterprise Co Ltd
Original Assignee
Stand Tools Enterprise Co Ltd
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Publication date
Application filed by Stand Tools Enterprise Co Ltd filed Critical Stand Tools Enterprise Co Ltd
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/14Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
    • B25B23/142Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers
    • B25B23/1422Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers torque indicators or adjustable torque limiters
    • B25B23/1425Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers torque indicators or adjustable torque limiters by electrical means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)

Abstract

Ein Schraubenschlüssel mit Drehmomentanzeige umfasst einen Schraubenschlüsselkörper (10) mit einem Kopf (11), um an einem Werkstück anzugreifen und es zu drehen, und einen Schaft (12) mit einer inneren Umfangswand (123) mit längs und quer verlaufenden Wandsegmenten (1233, 1234, 1231, 1232). Ein Lastaufnahmekörper (21), der aus einem Material mit einem Elastizitätsmodul (E2) besteht, der kleiner ist als der Elastizitätsmodul (E1) des Schafts (12), hat eine äußere Umfangswand, die vordere und hintere Biegekraftübertragungsbereiche (211, 212) umfasst, die mit den vorderen und hinteren Bereichen (1235, 1236) der längs verlaufenden Wandsegmente (1233, 1234) in Eingriff sind und sich relativ zu diesen dehnen können, und zwei Dehnungsmesser-Haltebereiche (213) sowie einen vorderen und einen hinteren Endbereich (215, 216), die von den längs bzw. quer verlaufenden Wandsegmenten beabstandet sind. An einem der Dehnungsmesser-Haltebereiche (213) ist eine Dehnungsmesseinheit (22) befestigt, um eine der Dehnungsverformung des Lastaufnahmekörpers (21) entsprechende Änderung von Widerstandswerten zu erfassen, um von einer Verarbeitungsschaltung (30) verarbeitet zu werden, um so einen Wert für ein auf das Werkstück aufgebrachtes Drehmoment zu erhalten.

Description

  • Diese Erfindung betrifft einen Schraubenschlüssel mit Drehmomentanzeige, insbesondere einen elektrischen Schraubenschlüssel mit Drehmomentanzeige und einer auswechselbaren Dehnungsmesseinheit, die am Schraubenschlüsselkörper angebracht ist, um ein auf ein Werkstück aufgebrachtes Drehmoment mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu messen.
  • In den US-Patenten Nr. 3 970 155, 4 006 629, 4 522 075, 4 669 319 und 4 976 133 sind elektrische Schraubenschlüssel mit Drehmomentanzeige offenbart, die zum Messen eines Drehmoments allgemein Dehnungsmesser aufweisen, welche an einem Hebelarm in der Nähe eines Kopfs befestigt sind. Der Kopf eignet sich dazu, an einem Werkstück anzugreifen und es durch Aufbringen einer Kraft auf den Hebelarm in Drehung zu versetzen. Die Dehnungsmesser erfassen elastische Verformungen und Änderungen von elektrischen Widerständen, wandeln die Anderungen in ein elektrisches Signal um und bestimmen in Zusammenwirken mit einer Verarbeitungsschaltung, die eine Wheatstone-Brücke, einen Verstärker, Datenspeicher, Mikroprozessor, eine Ausgabeeinheit etc. umfasst, einen Wert des Drehmoments, mit dem das Werkstück beaufschlagt wird. Die Spannung (ε) hängt mit einem Biegemoment (M) über folgende Beziehung zusammen:
    Figure 00020001
  • Wenn ein Gegenstand mit einem Elastizitätsmodul (E) und einem Trägheitsmoment (Anm. des Übers.: Flächenträgheitsmoment) (I) bezüglich einer neutralen Achse einem Biegemoment (M) unterworfen wird, ist die Spannung (ε) direkt proportional zu einer zwischen dem Messpunkt und der neutralen Achse liegenden Strecke. Bei den zuvor erwähnten Schraubenschlüsseln aus dem Stand der Technik sind die Dehnungsmesser an einer Seitenfläche des Hebelarms mit Abstand von der neutralen Achse befestigt, um einen höheren Spannungswert zu erzeugen, mithilfe dessen die Verarbeitungsschaltung das Drehmoment genau berechnen kann. Jedoch muss ein relativ großer Bereich der Seitenfläche des Hebelarms, an der die Dehnungsmesser befestigt sind, mit hoher Genauigkeit bearbeitet werden, um die Befestigung der Dehnungsmesser zu erleichtern, wodurch sich höhere Herstellungskosten ergeben. Darüber hinaus können herkömmliche Dehnungsmesser für den Fall, dass sie gebrochen oder beschädigt sind, nicht ersetzt werden.
  • Ein anderer, im taiwanesischen Gebrauchsmuster Nr. 485872 offenbarter, elektrischer Schraubenschlüssel mit Drehmomentanzeige umfasst einen Schraubenschlüsselkörper mit einem Kopf und einem sich davon weg erstreckenden Griffteil. Das Griffteil und der Kopf haben eine erste bzw. zweite Aufnahmevertiefung zur Aufnahme einer Spannungserfassungseinheit und einer Anzeigeeinheit. Die Spannungserfassungseinheit weist ein Substrat mit einem Profil auf, das dem der ersten Aufnahmevertiefung gleicht. Das Substrat hat eine Aussparung zur Aufnahme eines Dehnungsmessers. Wenn das Griffteil mit einer ein Drehmoment erzeugenden Kraft beaufschlagt wird, führt die Dehnungsverformung des Dehnungsmessers zu einer Änderung des elektrischen Widerstands, die erfasst und in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Die Spannungserfassungseinheit kann ersetzt werden, wenn der Dehnungsmesser gebrochen ist. Da aber das Profil des Substrats dasselbe sein muss wie das der ersten Aufnahmevertiefung, befindet sich der Dehnungsmesser in unmittelbarer Nähe der neutralen Achse, wodurch der Abstand verkleinert ist. Deshalb ist die im Dehnungsmesser herrschende mechanische Spannung relativ klein, so dass die Änderung des elektrischen Widerstands zu klein ist, als dass eine genaue Messung des Drehmoments möglich wäre. Außerdem werden, obwohl ein der Widerstandsänderung entsprechender Signalausgang durch Verstärker verstärkt werden kann, die Fehler im Signal dabei mitverstärkt, so dass man keinen genauen Wert für das Drehmoment erhalten kann.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Schraubenschlüssel mit Drehmomentanzeige bereitzustellen, der über eine auswechselbare, an einem Schraubenschlüsselkörper angebrachte Dehnungsmesseinheit verfügt, um ein auf ein Werkstück aufgebrachtes Drehmoment mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu messen.
  • Gemäß dieser Erfindung umfasst der Schraubenschlüssel mit Drehmomentanzeige einen Schraubenschlüsselkörper mit einem Kopf der dazu ausgelegt ist, ein Werkstück um eine Drehachse zu drehen, und einen Schaft, der sich vom Kopf in einer Längsrichtung erstreckt, um an einem Kopplungsende zu enden, und aus einem Material besteht, welches einen ersten Elastizitätsmodul hat. Der Schaft hat eine innere Umfangswand, die zwei längs verlaufende Wandsegmente umfasst, und ein vorderes sowie ein hinteres, quer verlaufendes Wandsegment, um eine Aufnahmevertiefung zu bilden. Jedes der längs verlaufenden Wandsegmente umfasst einen vorderen und einen hinteren Bereich sowie einen mittleren Bereich, der zwischen diesen liegt. Ein Griffteil ist so angeordnet, dass es mit dem Kopplungsende verbunden ist und kann so betätigt werden, dass es den Kopf in Drehung versetzt. Ein Lastaufnahmekörper, der aus einem Material mit einem zweiten Elastizitätsmodul besteht, der kleiner ist als der erste Elastizitätsmodul, hat eine äußere Umfangswand, die in die Aufnahmevertiefung eingesetzt werden kann, um den Lastaufnahmekörper in eine Gebrauchsstellung zu bringen, wo er im Ansprechen auf eine Drehbewegung des Griffteils um die Drehachse einer Dehnung in der Längsrichtung unterworfen wird. Die äußere Umfangswand umfasst ein Paar vordere Biegekraftübertragungsbereiche und ein Paar hintere Biegekraftübertragungsbereiche. Jeder vordere Biegekraftübertragungsbereich und jeder hintere Biegekraftübertragungsbereich werden in der Gebrauchsstellung jeweils in Eingriff mit dem entsprechenden vorderen Bereich bzw. dem entsprechenden hinteren Bereich gebracht und können sich relativ zu diesen dehnen. Die äußere Umfangswand umfasst darüber hinaus ein Paar Dehnungsmesser-Haltebereiche, die zwischen den jeweiligen vorderen und hinteren Biegekraftübertragungsbereichen liegen, und einen vorderen und einen hinteren Endbereich, die in der Gebrauchsstellung von dem vorderen bzw. hinteren, quer verlaufenden Wandsegment beabstandet sind, um eine Dehnungsbewegung des Lastaufnahmekörpers aufzunehmen. Eine Dehnungsmesseinheit ist an wenigstens einem der den Dehnungsmesser-Haltebereiche befestigt und liegt dem mittleren Bereich des entsprechenden längs verlaufenden Wandsegments gegenüber, um eine Änderung von Widerstandswerten zu erfassen, die vom Ausmaß der Dehnungsverformung des Lastaufnahmekörpers infolge eines Aufbringens eines Drehmoments durch den Kopf, wenn dieser das Werkstück um die Drehachse dreht, abhängt, und um die Änderung der Widerstandswerte in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Eine Verarbeitungsschaltung ist elektrisch an die Dehnungsmesseinheit angeschlossen und berechnet einen Wert des auf das Werkstück aufgebrachten Drehmoments gemäß dem von der Dehnungsmesseinheit stammenden elektrischen Signal, um ein Ausgangssignal zu erzeugen. Eine Anzeigeeinheit ist elektrisch an die Verarbeitungsschaltung angeschlossen, um das Ausgangssignal aus der Verarbeitungsschaltung zu empfangen und es in eine optische Darstellung umzuwandeln.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen.
  • 1 ist eine auseinander gezogene, perspektivische Ansicht der ersten bevorzugten Ausführungsform eines gemäß dieser Erfindung gestalteten Schraubenschlüssels mit Drehmomentanzeige;
  • 2 ist eine auseinander gezogene, perspektivische Ansicht der ersten bevorzugten Ausführungsform eines Schraubenschlüsselkörpers und einer Spannungserfassungseinheit;
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht der ersten bevorzugten Ausführungsform;
  • 4 ist eine Schnittansicht der ersten bevorzugten Ausführungsform;
  • 5 ist eine abgebrochene Teilschnittansicht der ersten bevorzugten Ausführungsform;
  • 6 ist eine Schnittansicht der ersten bevorzugten Ausführungsform, aus einem anderen Winkel heraus gesehen;
  • 7 ist eine auseinander gezogene, perspektivische Ansicht der zweiten Ausführungsform eines gemäß dieser Erfindung gestalteten Schraubenschlüssels mit Drehmomentanzeige;
  • 8 ist eine auseinander gezogene, perspektivische Ansicht der zweiten bevorzugten Ausführungsform eines Schraubenschlüsselkörpers und einer Spannungserfassungseinheit;
  • 9 ist eine abgebrochene Teilschnittansicht der zweiten bevorzugten Ausführungsform; und
  • 10 ist eine Schnittansicht der zweiten bevorzugten Ausführungsform. Bevor die vorliegende Erfindung in näherer Einzelheit beschrieben wird, wäre festzuhalten, dass über die gesamte Beschreibung hinweg zur Bezeichnung von gleichen Elementen identische Bezugszahlen verwendet werden.
  • Mit Bezug auf 1 bis 4 ist die erste bevorzugte Ausführungsform eines gemäß der vorliegenden Erfindung gestalteten Schraubenschlüssels mit Drehmomentanzeige gezeigt, der einen Schraubenschlüsselkörper 10, ein Griffteil 50, eine Spannungserfassungseinheit 20, eine Verarbeitungsschaltung 30 und eine Anzeigeeinheit 40 aufweist.
  • Der Schraubenschlüsselkörper 10 hat einen Kopf 11, der dazu ausgelegt ist, an einem Werkstück (nicht gezeigt) anzugreifen und es um eine Drehachse zu drehen, und einen Schaft 12, der sich vom Kopf 11 in einer Längsrichtung radial zur Drehachse erstreckt und an einem Kopplungsende 121 endet. Der Schaft 12 besteht aus einem einen ersten Elastizitätsmodul (E1) aufweisenden Material wie z.B. Stahl mit einem E1 von 190 GPa und hat eine innere Umfangswand 123, um eine Aufnahmevertiefung 124 zu bilden. Mit weiterem Bezug auf 5 umfasst die innere Umfangswand 123 zwei längs verlaufende Wandsegmente 1233, 1234, die bezüglich einer Neutrallinie (X) in der Längsrichtung einander gegenüberliegend angeordnet sind, und ein vorderes sowie ein hinteres, quer verlaufendes Wandsegment 1231, 1232, die voneinander in der Längsrichtung beabstandet sind und mit den längs verlaufenden Wandsegmenten 1233, 1234 zusammenwirken, um die Aufnahmevertiefung 124 zu bilden. Darüber hinaus umfasst jedes der längs verlaufenden Wandsegmente 1233, 1234 einen vorderen und einen hinteren Bereich 1235, 1236, die in der Nähe des vorderen bzw. hinteren, quer verlaufenden Wandsegments 1231, 1232 angeordnet sind, und einen mittleren Bereich 1237, der zwischen diesen liegt. Das Kopplungsende 121 bildet eine Leitungsaufnahmebohrung 122, die sich so erstreckt, dass sie mit der Aufnahmevertiefung 124 in Verbindung steht, wie in 6 gezeigt ist.
  • Das Griffteil 50 ist rohrförmig und hat einen vorderen Abschnitt 51, der eine nach vorne offene Ausnehmung bildet, die sich in der Längsrichtung erstreckt und zum Einsetzen des Schafts 12 in der Längsrichtung ausgeführt ist, um zur Drehung des Kopfs 11 um die Drehachse betätigt werden zu können, und einen hinteren Abschnitt 52, der zum vorderen Abschnitt 51 entgegengesetzt angeordnet ist und eine Anzeigeöffnung 53 hat.
  • Die Spannungserfassungseinheit 20 ist abnehmbar in der Aufnahmevertiefung 124 angebracht und umfasst einen Lastaufnahmekörper 21 und eine Dehnungsmesseinheit 22.
  • Der Lastaufnahmekörper 21 besteht aus einem Material mit einem zweiten Elastizitätsmodul (E2), der kleiner ist als der erste Elastizitätsmodul (E1), wie z.B. aus einer Aluminiumlegierung mit einem E2 von 70 GPa, und hat eine äußere Umfangswand, die so ausgeführt ist, dass sie in die Aufnahmevertiefung 124 eingesetzt werden kann, um den Lastaufnahmekörper 21 in eine Gebrauchsstellung zu bringen, wo er im Ansprechen auf eine Drehbewegung des Griffteils 50 um die Drehachse einer Dehnung in der Längsrichtung unterworfen wird.
  • Wie in 5 gezeigt ist, umfasst die äußere Umfangswand des Lastaufnahmekörpers 21 ein Paar vordere Biegekraftübertragungsbereiche 211, die bezüglich der Neutrallinie (X) zueinander entgegengesetzt angeordnet sind, und ein Paar hintere Biegekraftübertragungsbereiche 212, die bezüglich der Neutrallinie (X) zueinander entgegengesetzt angeordnet sind. Jeder der hinteren Biegekraftübertragungsbereiche 212 ist zum jeweiligen vorderen Biegekraftübertragungsbereich 211 in Längsrichtung gesehen entgegengesetzt angeordnet. Die vorderen Biegekraftübertragungsbereiche 211 und hinteren Biegekraftübertragungsbereiche 212 werden in der Gebrauchsstellung jeweils in Eingriff mit dem entsprechenden vorderen Bereich 1235 und dem entsprechenden hinteren Bereich 1236 gebracht und können sich relativ zu diesen dehnen. Die äußere Umfangswand umfasst darüber hinaus ein Paar Dehnungsmesser-Haltebereiche 213, die bezüglich der Neutrallinie (X) zueinander entgegengesetzt angeordnet sind und jeweils zwischen dem jeweiligen vorderen Biegekraftübertragungsbereich 211 und dem jeweiligen hinteren Biegekraftübertragungsbereich 212 angeordnet sind, und einen vorderen und einen hinteren Endbereich 215, 216, die in Längsrichtung gesehen zueinander entgegengesetzt angeordnet und so ausgeführt sind, dass sie in der Gebrauchsstellung von dem vorderen bzw. hinteren, quer verlaufenden Wandsegment 1231, 1232 durch Zwischenräume 23 beabstandet sind, um eine Dehnungsbewegung des Lastaufnahmekörpers 21 aufzunehmen. Die Dehnungsmesser-Haltebereiche 213 bilden jeweils eine Leitungsführungsbohrung 214, die sich so erstreckt, dass sie mit der Leitungsaufnahmebohrung 122 im Schaft 12 in Verbindung stehen, und sind in der Gebrauchsstellung vom mittleren Bereich 1237 des entsprechenden längs verlaufenden Wandsegments 1233, 1234 durch einen Zwischenraum 24 beabstandet.
  • Die Dehnungsmesseinheit 22 umfasst zwei Paare der Dehnungsmesser 221, die jeweils an den Dehnungsmesser-Haltebereichen 213 befestigt sind. Die Dehnungsmesser 221 jedes Paars sind in der Längsrichtung voneinander beabstandet liegen dem mittleren Bereich 1237 des entsprechenden längs verlaufenden Wandsegments 1233, 1234 gegenüber und sind von diesem durch einen Zwischenraum 25 beabstandet, um eine Verformungsbewegung des Lastaufnahmekörpers 21 aufzunehmen, die entlang einer zur Längsrichtung und Drehachse quer liegenden Richtung stattfindet und infolge der Dehnungsverformung des Lastaufnahmekörpers 21 zustande kommt. Jeder der Dehnungsmesser 221 erfasst eine Änderung von Widerstandswerten, die vom Ausmaß der Dehnungsverformung des Lastaufnahmekörpers 21 infolge eines Aufbringens eines Drehmoments durch den Kopf 11, wenn dieser das Werkstück um die Drehachse dreht, abhängt, und wandelt die Änderung der Widerstandswerte in ein elektrisches Signal um.
  • Die Verarbeitungsschaltung 30 ist am Schaft 12 angebracht und über Leitungsdrähte 60 elektrisch an die Dehnungsmesser 221 angeschlossen, welche Leitungsdrähte sich durch die Leitungsführungsbohrungen 214 und die Leitungsaufnahmebohrung 122 erstrecken. Die Verarbeitungsschaltung 30 berechnet einen Wert des auf das Werkstück aufgebrachten Drehmoments gemäß dem von der Dehnungsmesseinheit 22 erhaltenen elektrischen Signals, um ein Ausgangssignal zu erzeugen.
  • Die Anzeigeeinheit 40 ist im hinteren Abschnitt 52 des Griffteils 50 aufgenommen und elektrisch an die Verarbeitungsschaltung 30 angeschlossen, um das Ausgangssignal aus der Verarbeitungsschaltung 30 zu empfangen und es in eine optische Darstellung umzuwandeln, die durch die Anzeigeöffnung 53 betrachtet werden kann. Da die Verarbeitungsschaltung 30 und Anzeigeeinheit 40 im Stand der Technik bekannt sind, unterbleibt der Kürze halber eine ausführliche Beschreibung hiervon.
  • Mit Bezug auf 4 und 5 wird, wenn ein Drehmoment auf den Kopf 11 aufgebracht wird, um ein Werkstück um die Drehachse zu drehen, die das Drehmoment erzeugende Kraft auf den Lastaufnahmekörper 21 übertragen, und zwar aufgrund des Angreifens des vorderen und hinteren Bereichs 1235, 1236 an den vorderen bzw. hinteren Biegekraftübertragungsbereichen 211, 212, was zu einer Dehnungsverformung des Lastaufnahmekörpers 21 führt. Wegen des Vorhandenseins der Zwischenräume 23, 24, 25 wird die Verformungsbewegung des Lastaufnahmekörpers 21 von der inneren Umfangswand 123 des Schafts 12 nicht behindert, so dass eine genaue Messung des Drehmoments erhalten werden kann. Außerdem kann, da die Dehnungsmesser 221 am Lastaufnahmekörper 21 befestigt sind, die Dehnungsmesseinheit 22 zum Ersetzen aus der Aufnahmevertiefung 124 herausgenommen werden, falls die Dehnungsmesser 221 gebrochen sind. Zusätzlich ist verglichen mit dem vorerwähnten herkömmlichen elektrischen Schraubenschlüssel mit Drehmomentanzeige der Bearbeitungsprozess des belastbaren Körpers 21 leichter und es kann dabei ein höherer Grad an Genauigkeit erreicht werden, wodurch sich die Herstellungskosten senken.
  • Gemäß der zuvor erwähnten Beziehung zwischen der Spannung (ε) und dem Biegemoment (M) ist die Strecke (y) von den Dehnungsmessern 221 zur Neutrallinie (X) größer als bei dem vorerwähnten herkömmlichen Schraubenschlüssel, weil die Dehnungsmesser 221 in dieser Ausführungsform am Lastaufnahmekörper 21 befestigt sind. Da der zweite Elastizitätsmodul (E2) des Lastaufnahmekörpers 21 kleiner ist als der erste Elastizitätsmodul (E1) des Schafts 12, und der Lastaufnahmekörper 21 ein Flächenträgheitsmoment (I) hat, das kleiner als das des Griffteils 51 ist, ist außerdem die bei dieser Ausführungsform in den Dehnungsmessern 221 erzeugte mechanische Spannung (ε) größer als bei dem zuvor erwähnten herkömmlichen Schraubenschlüssel, wodurch sich eine beträchtliche Änderung der Widerstandswerte zum Verarbeiten durch die Verarbeitungsschaltung 30 ergibt, um so einen genauen Wert für das Drehmoment zu erhalten.
  • Wie in 7 bis 10 gezeigt ist, entspricht die zweite bevorzugte Ausführungsform eines gemäß dieser Erfindung gestalteten Schraubenschlüssels mit Drehmomentanzeige in Aufbau, Funktion und Wirkungsweise der ersten bevorzugten Ausführungsform. Jeder der Dehnungsmesser-Haltebereiche 213 hat einen ausgesparten Abschnitt 2131, der zur Neutrallinie (X) hin ausgespart ist und eine Aufnahmenut 2133 hat, die noch weiter zur Neutrallinie (X) hin ausgespart ist. Die Dehnungsmesseinheit 22 umfasst mehrere Dehnungsmesser, die in einem Chipsatz 222 integriert sind, der in einer der Aufnahmenuten 2133 aufgenommen ist, und ein Hüllsubstrat 223, das am ausgesparten Abschnitt 2131 angebracht und vom mittleren Bereich 1237 des entsprechenden längs verlaufenden Wandsegments 1233, 1234 beabstandet ist. Das Hüllsubstrat 223 hat eine Öffnung 2231, die mit dem Chipsatz 222 fluchtend angeordnet ist, und mehrere elektrische Kontakte 2232, die am Chipsatz 222 elektrisch angeschlossen sind.

Claims (6)

  1. Schraubenschlüssel mit Drehmomentanzeige, der Folgendes umfasst: einen Schraubenschlüsselkörper (10) mit einem Kopf (11), der dazu ausgelegt ist, an einem Werkstück anzugreifen und es um eine Drehachse zu drehen, und einen Schaft (12), der sich vom Kopf (11) in einer Längsrichtung radial zur Drehachse erstreckt und an einem Kopplungsende (121) endet; und ein Griffteil (50), das so angeordnet ist, dass es mit dem Kopplungsende (121) verbunden ist und so betätigt werden kann, dass es den Kopf (11) um die Drehachse dreht, dadurch gekennzeichnet, dass: der Schaft (12) aus einem Material mit einem ersten Elastizitätsmodul (E1) besteht und eine innere Umfangswand (123) aufweist, um eine Aufnahmevertiefung (124) zu bilden, wobei die innere Umfangswand (123) zwei längs verlaufende Wandsegmente (1233, 1234) umfasst, die bezüglich einer Neutrallinie (X) in der Längsrichtung einander gegenüberliegend angeordnet sind, und ein vorderes sowie ein hinteres quer verlaufendes Wandsegment (1231, 1232), die voneinander in der Längsrichtung beabstandet sind und mit den längs verlaufenden Wandsegmenten (1233, 1234) zusammenwirken, um die Aufnahmevertiefung (124) zu bilden, wobei jedes der längs verlaufenden Wandsegmente (1233, 1234) einen vorderen und einen hinteren Bereich (1235, 1236) umfasst, die in der Nähe des vorderen bzw. hinteren, quer verlaufenden Wandsegments (1231, 1232) angeordnet sind, und einen mittleren Bereich (1237), der zwischen diesen liegt; einen Lastaufnahmekörper (21), der aus einem Material mit einem zweiten Elastizitätsmodul (E2) besteht, der kleiner ist als der erste Elastizitätsmodul (E1), und eine äußere Umfangswand hat, die so ausgeführt ist, dass sie in die Aufnahmevertiefung (124) eingesetzt werden kann, um den Lastaufnahmekörper (21) in eine Gebrauchsstellung zu bringen, wo er im Ansprechen auf eine Drehbewegung des Griffteils (50) um die Drehachse einer Dehnung in der Längsrichtung unterworfen wird, wobei die äußere Umfangswand umfasst: ein Paar vordere Biegekraftübertragungsbereiche (211), die bezüglich der Neutrallinie (X) zueinander entgegengesetzt angeordnet sind, ein Paar hintere Biegekraftübertragungsbereiche (212), die bezüglich der Neutrallinie (X) zueinander entgegengesetzt angeordnet sind, wobei jeder der hinteren Biegekraftübertragungsbereiche (212) zu einem jeweiligen vorderen Biegekraftübertragungsbereich (211) in der Längsrichtung entgegengesetzt angeordnet ist, wobei die vorderen Biegekraftübertragungsbereiche (211) und die hinteren Biegekraftübertragungsbereiche (212) in der Gebrauchsstellung jeweils in Eingriff mit einem entsprechenden vorderen Bereich (1235) und einem entsprechenden hinteren Bereich (1236) gebracht werden und sich relativ zu diesen dehnen können, ein Paar Dehnungsmesser-Haltebereiche (213), die jeweils zwischen einem jeweiligen vorderen Biegekraftübertragungsbereich (211) und einem jeweiligen hinteren Biegekraftübertragungsbereich (212) angeordnet sind, wobei die Dehnungsmesser-Haltebereiche (213) bezüglich der Neutrallinie (X) zueinander entgegengesetzt angeordnet sind, und einen vorderen und einen hinteren Endbereich (215, 216), die in der Längsrichtung zueinander entgegengesetzt angeordnet und so ausgeführt sind, dass sie in der Gebrauchsstellung von dem vorderen bzw. hinteren, quer verlaufenden Wandsegment (1231, 1232) beabstandet sind, um eine Dehnungsbewegung des Lastaufnahmekörpers (21) aufnehmen zu können; eine Dehnungsmesseinheit (22), die an wenigstens einem der Dehnungsmesser-Haltebereiche (213) befestigt ist und dem mittleren Bereich (1237) eines entsprechenden längs verlaufenden Wandsegments (1233, 1234) gegenüberliegt, um eine Änderung von Widerstandswerten zu erfassen, die vom Ausmaß der Dehnungsverformung des Lastaufnahmekörpers (21) infolge eines Aufbringens eines Drehmoments durch den Kopf (11), wenn dieser das Werkstück um die Drehachse dreht, abhängt, und um die Änderung der Widerstandswerte in ein elektrisches Signal umzuwandeln; eine Verarbeitungsschaltung (30), die elektrisch an die Dehnungsmesseinheit (22) angeschlossen ist, wobei die Verarbeitungsschaltung (30) einen Wert des auf das Werkstück aufgebrachten Drehmoments gemäß dem von der Dehnungsmesseinheit (22) stammenden elektrischen Signal berechnet, um ein Ausgangssignal zu erzeugen; und eine Anzeigeeinheit (40), die elektrisch an die Verarbeitungsschaltung (30) angeschlossen ist, um das Ausgangssignal aus der Verarbeitungsschaltung (30) zu empfangen und es in eine optische Darstellung umzuwandeln.
  2. Schraubenschlüssel mit Drehmomentanzeige, nach Anspruch 1 und dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnungsmesser-Haltebereiche (213) des Lastaufnahmekörpers (21) so ausgeführt sind, dass die Dehnungsmesseinheit (22) vom mittleren Bereich (1237) beabstandet ist, um eine Verformungsbewegung des Lastaufnahmekörpers (21) entlang einer zur Längsrichtung und Drehachse quer verlaufenden Richtung aufzunehmen, die durch die Dehnungsverformung des Lastaufnahmekörpers (21) bedingt ist.
  3. Schraubenschlüssel mit Drehmomentanzeige, nach Anspruch 2 und dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnungsmesseinheit (22) zwei Paar Dehnungsmesser (221) umfasst, die jeweils an den Dehnungsmesser-Haltebereichen (213) befestigt sind, wobei die Dehnungsmesser (221) eines jeden der Paare in der Längsrichtung voneinander beabstandet sind.
  4. Schraubenschlüssel mit Drehmomentanzeige, nach Anspruch 1 und dadurch gekennzeichnet, dass das Griffteil (50) rohrförmig ist und einen vorderen Abschnitt (51) hat, der eine nach vorne offene Ausnehmung bildet, die sich in der Längsrichtung erstreckt und zum Einsetzen des Schafts (12) in der Längsrichtung ausgeführt ist, und einen hinteren Abschnitt (52), der zum vorderen Abschnitt (51) zur Aufnahme der Verarbeitungsschaltung (30) und der Anzeigeeinheit (40) entgegengesetzt angeordnet ist und eine Anzeigeöffnung (53) zum Anzeigen der optischen Darstellung hat.
  5. Schraubenschlüssel mit Drehmomentanzeige, nach Anspruch 4 und dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsende (121) eine Leitungsaufnahmebohrung (122) bildet, die sich so erstreckt, dass sie mit der Aufnahmevertiefung (124) in Verbindung steht, wobei wenigstens einer der Dehnungsmesser-Haltebereiche (213) eine Leitungsführungsbohrung (214) bildet, die sich so erstreckt, dass sie mit der Leitungsaufnahmebohrung (122) in Verbindung steht.
  6. Schraubenschlüssel mit Drehmomentanzeige, nach Anspruch 2 und dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Dehnungsmesser-Haltebereich (213) einen ausgesparten Abschnitt (2131) aufweist, der zur Neutrallinie (X) hin ausgespart ist und eine Aufnahmenut (2133) hat, die noch weiter zur Neutrallinie (X) hin ausgespart ist, wobei die Dehnungsmesseinheit (22) mehrere Dehnungsmesser umfasst, die in einem Chipsatz (222) integriert sind, der in der Aufnahmenut (2133) aufgenommen ist, und ein Hüllsubstrat (223), das am ausgesparten Abschnitt (2131) angebracht und vom mittleren Bereich (1237) eines entsprechenden längs verlaufenden Wandsegments (1233, 1234) beabstandet ist, wobei das Hüllsubstrat (223) eine Öffnung (2231) hat, die mit dem Chipsatz (222) fluchtend angeordnet ist, und mehrere elektrische Kontakte (2232), die elektrisch am Chipsatz (222) angeschlossen sind.
DE200510039682 2004-08-23 2005-08-22 Schraubenschlüssel mit Drehmomentanzeige Withdrawn DE102005039682A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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