DE3922860A1

DE3922860A1 - Messeinrichtung zur bestimmung des drehmoments

Info

Publication number: DE3922860A1
Application number: DE19893922860
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Dr Dobler; Hansjoerg Dipl Ing Hachtel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1989-07-12
Filing date: 1989-07-12
Publication date: 1991-01-17
Also published as: JPH04506863A; WO1991000989A1; EP0482014A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Meßeinrichtung zur Bestimmung des Drehmoments nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer bekannten Meßeinrichtung wird die Verdrehung einer Torsionswelle mit Hilfe zweier relativ zueinander bewegter konzentrisch angeordneter Hülsen bestimmt. Die Torsionswelle ist dabei zwischen einer Antriebs- und einer Abtriebswelle angeordnet. Eine der Hülsen weist zwei Reihen gegeneinander versetzte Schlitze auf, die den elektrisch nicht lei tenden Bereich bilden. In der anderen Hülse sind in einer Reihe durchgehende, ebenfalls in Richtung zur Hülsenachse verlaufende Schlitze ausgebildet. Im Bereich der beiden Schlitzreihen der ersten Hülse ist mindestens je eine von einem hochfrequenten Wechselstrom durchflossene Spule angeordnet. Durch die relative tangentiale Ver schiebung der beiden Hülsen zueinander wird die elektrisch nicht leitende Fläche der Hülsen, das heißt die Öffnungsfläche der Schlit ze verändert, wodurch die Dämpfung der Spulen variiert wird. Die Meßeinrichtung hat aber den Nachteil, daß sowohl für die Torsions welle selbst als auch für deren Anschlüsse an den jeweiligen Wellen zusätzlicher Bauraum notwendig ist.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Meßeinrichtung mit den kennzeichnenden Merkma len des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß sie eine re lativ kurze Baulänge aufweist. Die Länge ist auf die als Hohlwelle ausgebildete Torsionswelle begrenzt. Die Meßeinrichtung kann dadurch auch bei Arbeitsgeräten mit räumlich sehr beschränkten Einbauver hältnissen verwendet werden. Wird die Meßeinrichtung bei Schraubern, insbesondere Winkelschraubern eingebaut, so wird die Baugröße und das Gewicht des Schraubers nur unwesentlich verändert. Die Meßein richtung kann leicht in die Antriebswelle des Schraubers eingebaut werden, oder sie ist als Zusatzgerät an den Schrauber anbaubar.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Meßeinrich tung möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen die Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch einen Schrauberkopf und die Fig. 2 und 3 je eine Einzelheit eines Meßaufnehmers.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist mit 10 der Kopf eines nicht näher dargestellten Win kelschraubers bezeichnet. Über eine Antriebswelle 11 wird ein Schrauber 12 angetrieben, der in einem Kugellager 13 gelagert ist und mit einem Zapfen 14 im Gehäuse 15 des Winkelschraubers fixiert ist. An die zapfenartige Werkzeugaufnahme 16 des Schraubers 12 ist eine Meßeinrichtung 17 zur Bestimmung des Drehmoments beim Anziehen von Schrauben angeordnet. Die Meßeinrichtung 17 weist eine als Tor sionselement ausgebildete Hohlwelle 18 auf, die am einen Ende einen Fortsatz 19 hat. Der Fortsatz 19 entspricht in seiner Ausgestaltung der Werkzeugaufnahme 16 des Schraubers 12 und dient somit zum Auf nehmen des Schraubwerkzeugs. Am anderen Ende ist die Hohlwelle 18 mit Hilfe einer Ankopplung 20 am Schrauber 12 befestigt. Die Ankopp lung 20 kann dabei z.B. an der Hohlwelle 18 angeschweißt sein, oder zusammen mit der Hohlwelle einstückig hergestellt sein. Wichtig ist dabei aber, daß die Ankopplung 20 in den Innenraum der Hohlwelle 18 hineinragt. Dadurch ist es möglich, daß sich auch die Werkzeugauf nahme 16 des Schraubers 12 innerhalb der Hohlwelle 18 befindet und diese somit bis zum Fuß des Schraubers 12 reichen kann. Da die Werk zeugaufnahme 16 des Schraubers 12 und der Fortsatz 19 gleich ausge bildet sein sollen, beträgt die axiale Länge der Meßeinrichtung 17 nahezu nur die Länge der Hohlwelle 18.

Zur Ermittlung des Drehmoments wird hier eine nach dem Wirbelstrom prinzip arbeitende Meßeinrichtung 17 beschrieben, wie sie z.B. aus der DE-OS 33 07 105 bekannt ist. Es sind aber auch andere Meßverfah ren, wie z.B. mit Dehnmeßstreifen oder induktive, kapazitive, opti sche oder mit magnetoelastischen Metallen arbeitende Verfahren mög lich. Eine innere Hülse 23 ist mit ihrem einen Ende am Fortsatz 19 befestigt, während eine äußere Hülse 24 am anderen Ende der Hohlwel le 18 bzw. über die Ankopplung 20 an der Werkzeugaufnahme 16 des Schraubers 12 einseitig befestigt ist. Das jeweils andere Ende so wohl der inneren Hülse 23 als auch der äußeren Hülse 24 ist nicht einge spannt. Die innere Hülse 23 weist zwei in axialer Richtung hinter einander angeordnete Reihen von Längsschlitzen 25 auf. Die Längs schlitze 25 der beiden Reihen sind jeweils um einen kleinen Ab stand v zueinander in radialer Richtung versetzt. In der äußeren Hülse 24 sind in entsprechender Anzahl und mit gleicher Schlitzbrei te a wie in einer Reihe der inneren Hülse 23 Längsschlitze 26 ausge bildet, die sich in axialer Richtung der Hülse 24 über die beiden Reihen der Schlitze 25 der inneren Hülse 23 erstrecken. Auf einen als Hülse über die äußere Hülse 24 ausgebildeten Spulenkörper 27 sind im Bereich der beiden Reihen der Schlitze 25 der inneren Hül se 23 je eine oder mehrere Spulen 28 gewickelt. Zum Schutz vor Ver schmutzung ist um die Meßeinrichtung 17 ein am Schraubergehäuse 15 befestigter Deckel 29 angeordnet.

Die Funktionsweise eines nach dem Wirbelstromprinzip arbeitenden Meßaufnehmers ist hinreichend bekannt bzw. kann z.B. der Schrift DE-OS 33 44 385 entnommen werden, so daß hier nicht näher darauf eingegangen zu werden braucht. Bei Verdrehung der Hohlwelle wird das Verhältnis der elektrisch leitenden und elektrisch nicht leitenden Flächen der inneren Hülse 23 und der äußeren Hülse 24 verändert, so daß dadurch die Dämpfung der Spulen 28 verändert wird. Das so gewonnene Meßsignal kann in einer nicht dargestellten Auswerteschaltung ausge wertet werden.

Durch die Ausbildung der Torsionswelle als Hohlwelle und vor allem durch die Anordnung der Ankopplung 20 im Innenraum der Hohlwelle 18 ist eine besonders in axialer Richtung der Meßeinrichtung 17 platz sparende Bauweise möglich. Diese Meßeinrichtung 17 kann nicht nur bei den hier beschriebenen Schraubern sondern auch bei anderen Vor richtungen verwendet werden, bei denen das Drehmoment bestimmt werden muß.

Claims

1. Meßeinrichtung zur Bestimmung des Drehmoments mit Hilfe einer Torsionswelle (18) und zweier relativ zueinander bewegter Kör per (23, 24), deren relative Verschiebung zueinander mit Hilfe eines Meßsystems (17) erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Tor sionswelle als Hohlwelle (18) ausgebildet ist und daß sich mindes tens eine Ankopplung (20) der Hohlwelle (18) an eine An- (16) oder Abtriebswelle (19) im Innern der Hohlwelle (18) befindet.

2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung in die Antriebswelle eines Schraubers (10) eingebaut ist.

3. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung an das Ende (16) eines Schraubers (10) angebaut ist und daß ein Ende der Hohlwelle (18) einen als Schrauber dienenden Fortsatz (19) aufweist.

4. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Meßeinrichtung eine innere Hülse (23) und eine äußere Hülse (24) aufweist, daß die innere Hülse zwei Reihen von um in ra dialer Richtung versetzten Längsschlitzen (25) aufweist, daß die äußere Hülse (24) von in axialer Richtung ausgebildete Längsschlit ze (26) aufweist und daß sich im Bereich der beiden Reihen von Längsschlitzen (25) der inneren Hülse (23) mindestens je eine Spu le (28) befindet.