DE10111979A1 - Schraubgerät - Google Patents

Abstract

Ein Schraubgerät mit automatischer Schraubenzuführung umfaßt einen über einen Antrieb in Drehung versetzbaren, in einem Niederhalter oder dergleichen axial verschiebbaren Aufnahmestab, der mit einem Schraubwerkzeug verbunden und zwischen den jeweiligen Schraubvorgängen zusammen mit dem Schraubwerkzeug relativ zum Niederhalter axial verstellbar ist, um die automatische Zuführung der jeweils nächsten Schraube zu ermöglichen. Der Aufnahmestab weist nahe an seinem werkzeugseitigen Ende einen magnetisch modifizierten Bereich auf. Dabei ist eine in diesem Bereich auftretende Magnetfeldänderungen erfassende Sensorik für eine schraubort- oder schraubennahe berührungslose Messung des Drehmomentes und/oder des Drehwinkels und/oder der Einschraubtiefe vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schraubgerät mit automatischer Schraubenzu­ führung, mit einem über einen Antrieb in Drehung versetzbaren, in einem Niederhalter oder dergleichen axial verschiebbaren Aufnahmestab, der mit einem Schraubwerkzeug verbunden und zwischen den jeweiligen Schraubvorgängen zusammen mit dem Schraubwerkzeug relativ zum Nie­ derhalter axial verstellbar ist, um die automatische Zuführung der jeweils nächsten Schraube zu ermöglichen.

Derartige auch Zuführschrauber genannte Schraubgeräte mit automati­ scher Schraubenzuführung sind beispielsweise aus der DE-C-198 42 378, DE-C-22 36 768, EP-B-0 608 782 und EP-A-1 022 096 bekannt. Die ent­ sprechende automatische Zuführung ist beispielsweise in den Druck­ schriften DE-A-195 06 336, DE-C-39 31 001 und DE-C-22 36 696 be­ schrieben. Ein betreffendes Schraubgerät umfaßt also allgemein eine drehbare Schraubspindel, deren Schraubwerkzeug zwischen zwei Ver­ schraubungen sich relativ zum Zuführkopf axial bewegt, um die automati­ sche Zuführung, d. h. das Nachladen der jeweils nächsten Schraube zu ermöglichen, sowie eine automatische Einrichtung für das Zuführen von Schrauben.

In der industriellen Produktion werden Schraubsysteme verwendet, die über eine Antriebseinheit und eine Werkzeugspindel mit einem Schraubwerkzeug eine Schraube oder eine Mutter mit einem vorbestimmten Drehmoment einschrauben, um die miteinander zu verbindenden Bauteile mit einer bestimmten Klemmkraft aneinanderzupressen. Diese Kraft wird häufig auch als Vorspannkraft bezeichnet und entsteht durch die elasti­ sche Längenänderung des Schraubenschaftes. Da in den meisten Anwen­ dungsfällen die Klemmkraft in der Schraubenverbindung nicht direkt ge­ messen werden kann, werden die Hilfsgrößen Drehmoment, Drehwinkel und/oder Einschraubtiefe gemessen und zur Prozessführung, Prozessbe­ wertung und Dokumentation verwendet. Dabei ist in den meisten Fällen das Drehmoment diejenige Größe, die Aussagen über die Vorspannkraft liefert. Je genauer und reproduzierbarer das Drehmoment gemessen wer­ den kann, desto genauer kann die gewünschte Klemmkraft in der Schrau­ benverbindung erreicht werden.

Für die Steuerung und Überwachung des Schraubprozesses werden heute die physikalischen Größen Drehmoment, Drehwinkel, Einschraubtiefe und Schraubzeit verwendet. Das Ziel einer Schraubenverbindung ist es, eine ausreichende Vorspannkraft zur erzeugen, welche den Betriebskräf­ ten, die auf die Verbindung wirken, standhält. Da für die breite Anwen­ dung die Vorspannkraft nicht direkt ermittelt werden kann, ist die Steue­ rung und Überwachung des Drehmoments in der Schraubtechnik domi­ nierend.

Wird das Drehmoment nicht über mechanische Abschaltlösungen gesteu­ ert, so muss eine entsprechende elektronische Drehmoment-Meßtechnik eingesetzt werden. Der Meßwertgeber stellt das Verbindungsglied zwi­ schen der Schraubspindel und der Steuer- und Meßelektronik der Schraubersteuerung dar. Um bei der Drehmomentmessung Fehler auszuschließen, sollte diese eigentlich direkt an der Schraube stattfinden. Dies ist jedoch bei Serienverschraubungen nicht ohne weiteres möglich, da der Geber im Abtrieb integriert werden müsste, was in der Regel an Platzpro­ blemen scheitert. Bisher geht man deshalb einen Kompromiss ein und baut den Meßwertgeber direkt hinter dem Abtrieb ein.

Folgende Hauptverfahren sind zu unterscheiden:

• - Ermittlung des Reaktionsmomentes (statische Messung am Gehäuse, Abstützung, Getriebe)
• - Ermittlung des Aktionsmomentes (dynamische Messung an der rotie­ renden Welle)

Reaktionsmeßwertaufnehmer bieten den Vorteil der einfachen Übertra­ gung der Versorgungsspannung und des Meßsignals. Die Konstruktion ist einfach, da Gewicht (Masse) und Abmessungen des Meßsystems nur eine untergeordnete Rolle spielen. Von Nachteil ist jedoch die Meßungenauig­ keit, die durch Biege- und Beschleunigungskräfte das gemessene Drehmoment verfälscht. Auch Verluste durch Reibung innerhalb des Schraubsystems können so nicht erfaßt werden. Die Schwungmomente der rotierenden Teile des Schraubers werden nicht erkannt. Das Verfahren ist wenig geeignet für Verschraubungen im niedrigen Drehmomentbereich und/oder mit hohen Drehzahlen.

Idealerweise wird das Drehmoment direkt an der drehenden Welle (Torsionswelle) des Meßwertgebers gemessen (Aktionsmeßwertaufnehmer). Das Meßsystem wird direkt an der drehenden Schraubspindelwelle angebaut. Bei den heute üblichen, modular aufgebauten Schraubsystemen be­ finden sich die Meßwertgeber entweder direkt auf einer Welle oder in Ein­ baugehäusen mit verschiedenen Adaptionsmöglichkeiten bezüglich Wel­ len- und Gehäuseanschluß. Entscheidendes Konstruktionskriterium ist die Art und Weise, wie die Versorgungsspannung und die Meßsignale vom rotierenden Meßwertgeber nach außen geführt werden: berührungslos oder bürstenbehaftet, wobei die letztere Alternative nachteilig hinsichtlich Wartungsbedarf und Gefahr der Bürstenfeuer-Bildung ist.

Üblicherweise werden folgende technische Prinzipien zur Drehmoment­ messung in der Schraubtechnik eingesetzt:

• - Dehnmeßstreifen (DMS)
• - Wirbelstrom-Meßwertaufnehmer
• - Messung nach dem Induktionsprinzip
• - Piezoelektrische Meßwertaufnehmer

Unabhängig von der technischen Realisierung des Meßwertaufnehmers (jeder Schraubgerätehersteller favorisiert ein bestimmtes Prinzip) zählen für den Benutzers Kriterien wie Meßbereich, Meßgenauigkeit, Datenüber­ tragung, Wartungseigenschaften und Störsicherheit. Die Auswahl des ge­ eigneten Drehmomentaufnehmers ist in der Regel abhängig von der Aus­ wahl des gesamten Schraubsystems. Es kann also nicht einfach frei kom­ biniert werden. Je nach Schraubsystemkonfiguration kann sich die An­ ordnung der Meßwertaufnehmer an der Schraubspindel ändern, da Grenzbelastungen der Aufnehmer hinsichtlich Drehmoment und Drehzahl beachtet werden müssen.

Sensoren zur Messung von Drehmoment und Drehwinkel sind bereits be­ kannt. Da in der Schraubtechnik in der Regel beide Meßwerte benötigt werden, kommen hier kombinierte Sensoren zum Einsatz. In diesem Fall werden die zur Messung von Drehmoment und Drehwinkel benötigten Sensoren in einem Gehäuse untergebracht.

Um ausreichend genau messen zu können, werden vorhandene Drehmo­ ment-Meßsysteme am Schrauber dort angebracht, wo die Meßwelle nur rotatorische, jedoch nicht translatorische Bewegung durchführt. Bei Schraubsystemen mit automatischer Schraubenzuführung ordnet man die Meßtechnik an der Stelle an, wo noch keine axiale Hubbewegung stattfindet. Dies ist jedoch sehr weit von der Schraubstelle entfernt.

Im Zusammenhang mit der Tiefenmessung an stationären Schraubern, speziell Zuführschraubern, kann die Messung der Einschraubtiefe bisher auf zwei Arten erfolgen:

• - kontinuierliche Messung: Dazu werden bekannte kontinuierliche analog oder digital messende Systeme eingesetzt, die bei Bedarf zusätzlich in den Schrauber integriert werden (höheres Gewicht, höhere Kosten, grö­ ßerer Bauraum). Ein solches Systems ist z. B. aus der DE 41 10 606 be­ kannt.
• - diskrete Messung, wodurch lediglich eine Rückmeldung über das Errei­ chen gewisser Punkte möglich. Die verschiedenen Tiefen werden mittels in einem Gehäuse justierbar eingebauter Initiatoren erkannt. Ein der­ artiges System ist z. B. aus der Druckschrift DE-U 87 03 554 bekannt. Auch dieses System wird bei Bedarf zusätzlich in den Schrauber inte­ griert (höheres Gewicht, höhere Kosten, größerer Bauraum).

Jede der erwähnten Meßtechniken für Drehmoment, Drehwinkel und Ein­ schraubtiefe hat folgende Nachteile:

• - Für jede Funktion sind zusätzliche Komponenten erforderlich
• - Erhöhung von Gewicht und Baugröße, was insbesondere bei manu­ ell geführten Schraubern, aber auch bei Schraubern, die mit Robo­ tern oder anderen Handhabungsgeräten geführt werden, unvorteil­ haft ist
• - Erhöhung der Investitionskosten für das Schraubsystem.

Bezüglich der Bauart von Schraubgeräten unterscheidet man in der Praxis bisher zwei prinzipiell unterschiedliche Arten:

• - Schraubgeräte, die lediglich zum Anziehen des Verbindungsele­ ments dienen. Diese werden auch als Anziehschrauber bezeichnet. Die Verbindungselemente werden beim Einsatz dieser Schraubge­ räte manuell zum Montageort oder zum Schraubwerkzeug positio­ niert. Lediglich das Anziehen der Schraube wird mit Hilfe des Schraubgeräts durchgeführt.
• - Schraubgeräte mit einer integrierten Zuführung, die auch als Zu­ führschrauber bezeichnet werden. Diese Schraubgeräte weisen eine Einrichtung auf, über die das Verbindungselement zunächst von außen automatisch zugeführt und dann im Schraubgerät selbst so­ lange gehalten wird, bis das Schraubgerät an den Montageort ver­ bracht wurde und das Anziehen der Schraube erfolgt. Solche Zu­ führschrauber sind z. B. in den eingangs genannten Druckschriften beschrieben.

Um das Drehmoment nahe am Schraubort messen zu können, muß die Drehmomentmeßeinrichtung in unmittelbarer Nähe des Schraubwerk­ zeugs angeordnet sein. Dies ist aufgrund der kompakten Bauart bei reinen Anziehschraubern problemlos möglich.

Die Bauart von Zuführschraubern unterscheidet sich grundlegend von derjenigen eines Anziehschraubers, da in diesem Fall ein Zuführkopf in den Schrauber integriert ist.

Weiterhin wird zwischen

• - stationären und
• - manuell bedienten

Zuführschraubern unterschieden.

Bei einem Zuführschrauber kann üblicherweise das dem Werkstück zu­ gewandte Ende der Schraubspindel in und gegen die Richtung des Werk­ stückes bewegt werden, beispielsweise um einen Werkstückwechsel zu erleichtern. Die dabei zurückgelegte Strecke wird als Zustellhub bezeich­ net. Bei stationären Schraubern wird dieser mit Hilfe des Zustellkolbens realisiert. Bei manuellen Schraubern hingegen wird diese Bewegung durch den Bediener ausgeführt, so dass die Funktion des Zustellkolbens hier entfallen kann.

Als Schraubendreherhub wird hingegen derjenige axiale Abstand bezeich­ net, um den das Schraubwerkzeug während eines Schraubvorgangs be­ wegt werden muss. Der Schraubendreherhub ist sowohl beim stationären als auch beim manuell geführten Zuführschrauber notwendig und wird mit Hilfe des Schraubendreherkolbens realisiert.

Die für die Führung und Beurteilung des Schraubvorgangs relevanten Pa­ rameter werden bei Zuführschraubern wie folgt bestimmt:

• - Drehmoment: mittels eines Sensors, der am oberen Ende des Schraubendrehenkolbens angebracht ist.
• - Drehwinkel: mittels eines Sensors, der am oberen Ende des Schrau­ bendrehenkolbens angebracht ist.
• - Einschraubtiefe: mittels eines zusätzlichen Moduls, das zwischen Schraubendreherkolben und Zustellkolben angebracht ist.

Alle Meßwerte werden somit in relativ großer Entfernung vom Schraubort ermittelt, was bei Drehmoment und Drehwinkel zu enormen Nachteilen führt:

• - Drehmoment: neben dem Drehmoment, das für das Anziehen der Schraubenverbindung aufgebracht werden muß, gehen das gesamte Reibmoment der Lagerungen (z. B. im Schraubendreherkolben und Zustellkolben) sowie Einflüsse der Torsion in das Meßergebnis ein. Dieser Anteil ist nicht konstant und kann daher nicht kompensiert werden.
• - Drehwinkel: durch Verwindung/Torsion der stabförmigen Bauteile zur Übertragung des Drehmoments vom Antrieb über den Schrau­ bendreherkolben, den Tiefenmelder und den Zustellkolben und das Spiel an den Verbindungen der einzelnen Module kommt es zu einer mehr oder weniger großen Abweichung zwischen dem am Drehwinkelsensor gemessenen Winkel und dem Winkel, um den die Schrau­ be tatsächlich gedreht worden ist. Auch dieser Wert ist nicht kon­ stant und kann daher nicht mit ausreichender Genauigkeit kom­ pensiert werden.

Ziel der Erfindung ist es, ein verbessertes Schraubgerät der eingangs ge­ nannten Art zu schaffen, bei dem die zuvor genannten Nachteile beseitigt sind.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß daß der Auf­ nahmestab nahe an seinem werkzeugseitigen Ende einen magnetisch mo­ difizierten Bereich aufweist und daß eine in diesen Bereich auftretende Magnetfeldänderungen erfassende Sensorik für eine schraubort- oder schraubennahe berührungslose Messung des Drehmomentes und/oder des Drehwinkels und/oder der Einschraubtiefe vorgesehen ist.

Aufgrund dieser Ausbildung erfolgt eine jeweilige Drehmoment- oder Drehwinkelmessung in unmittelbarer Nähe des Schraubortes, wodurch Verfälschungen des Meßergebnisses durch Lageneibung usw. vermieden werden. Das Drehmoment bzw. der Drehwinkel können mit vergleichswei­ se geringem Aufwand berührungslos gemessen. Die Relativbewegung zwi­ schen Schraubwerkzeug und Niederhalter beeinflußt die Genauigkeit der Drehmomentmessung bzw. der Drehwinkelmessung nicht. Indem der Aufnahmestab als Torsionsstab für die Drehmomentmessung eingesetzt wird, werden Bauteile durch Funktionintegration eingespart. Die Baugrö­ ße wird verringert, da zumindest das derzeitige Modul zur Drehmoment­ messung bzw. das derzeitige Modul zur Drehwinkelmessung entfällt. Auch für die Sensorik ergeben sich geringere Investitionskosten. Über den magnetisch modifizierten Bereich kann ggf. auch die Einschraubtiefe gemes­ sen werden. Die Messung der Einschraubtiefe kann entweder an der glei­ chen Stelle wie die Drehmoment- bzw. Drehwinkelmessung oder auch an einem anderen Ort erfolgen. Dabei kann beispielsweise die Hohlwelle des Schraubendreherkolbens magnetisiert und die entsprechende Elektronik im Gehäuse integriert werden.

Die Sensorik kann beispielsweise im Niederhalter integriert oder zusam­ men mit dem Aufnahmestab relativ zum Niederhalter axial verstellbar sein.

Die Sensorik und/oder der Aufnahmestab können austauschbar ausge­ führt sein.

Die Drehmomentmessung erfolgt vorzugsweise unter Ausnutzung des ma­ gnetoelastischen Effekts. Es wird also der Umstand ausgenutzt, daß die Permeabilität ferromagnetischer Materialien von der mechanischen Span­ nung abhängig ist. Entsprechend ändert sich mit dem Auftreten eines je­ weiligen Drehmoments auch der magnetische Fluß. Die betreffenden Ma­ gnetfeldänderungen können dann durch die Sensorik entsprechend erfaßt werden.

Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform des erfindungsgemä­ ßen Schraubgeräts ist der Aufnahmestab für eine solche Drehmoment­ messung in dem magnetisch modifizierten Bereich in Umfangsrichtung magnetisiert.

Der betreffende magnetische Bereich kann jedoch in beliebiger Weise auch anderweitig modifiziert sein. Dabei sind alle bisher bekannten, für eine entsprechende Drehmomentmessung geeigneten Modifikationsarten denkbar. So kann der betreffende Bereich beispielsweise so magnetisch modifiziert sein, wie dies z. B. in der WO 00/58704, der US 4 933 580 oder der WO 99/56099 (PCT/GB 99/00736) beschrieben ist. Diese Druck­ schriften werden hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Anmel­ dung mit aufgenommen.

Dabei kann der Aufnahmestab also beispielsweise: mit entsprechenden magnetischen Eigenschaften (z. B. X45NiCrMo4, Wsf.-Nr. 1.2767) gefertigt und beispielsweise wie in der US-A-4 933 580 beschrieben zunächst wär­ mebehandelt werden. Überdies ist es beispielsweise möglich, einerseits spiralförmige Nuten durch eine mechanische Umformung aufzubringen und andererseits die Oberfläche des Aufnahmestsbes im interessierenden Bereich durch Kugelstrahlen nachzubehandeln. Dies kann beispielsweise in zwei aufeinanderegrenzenden Bereichen erfolgen, wo die Nuten um +45° bzw. -45° gegenüber der Achse des Aufnahmestabes geneigt sind. Der ge­ naue Ablauf der Drehmomentmessung ist an dieser Stelle unerheblich und wird daher nicht weiter erläutert.

Der Bereich, der vorbehandelt wird, ist zweckmäßigerweise zumindest so groß bemessen, daß über den gesamten Hub des Schraubendrehers, zu­ mindest aber über die gesamte Einschraubtiefe, eine Drehmomentmes­ sung möglich ist.

Von Vorteil ist auch, wenn der Aufnahmestab für die Drehmomentmes­ sung in dem magnetisch modifizierten Bereich Mittel aufweist, um pro Umdrehung des Aufnahmestabes zumindest eine von der Sensorik erfaß­ bare Magnetfeldänderung zu bewirken. Dabei sind vorzugsweise Mittel vorgesehen, die pro Umdrehung des Aufnahmestabes mehrere von der Sensorik erfaßbare Magnetfeldänderungen bewirken. So können bei­ spielsweise mehrere über den Umfang des Aufnahmestabes verteilte, ab­ wechselnd einen magnetischen Nordpol bzw. einen magnetischen Südpol bildende Zonen vorgesehen sein.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schraubgeräts ist eine auf den Aufnahmestab aufgebrachte Folie mit den die Magnetfeldänderungen bewirkenden Mitteln versehen.

Zur Drehwinkelmessung wird also der Effekt ausgenutzt, daß sich das Magnetfeld bei einer Rotation des Aufnahmestabs periodisch ändert.

Der betreffende Bereich kann auch auf beliebige andere Weise magnetisch für eine entsprechende Drehwinkelmessung modifiziert sein. Dabei sind grundsätzlich auch wieder alle bisher bekannten Modifizierungsarten denkbar. So kann der betreffende Bereich insbesondere auch so magne­ tisch modifiziert sein, wie dies beispielsweise in dem zuvor genannten Stand der Technik, d. h. insbesondere beispielsweise wieder in der WO 00/58704 oder der US-A-5 591 925 beschrieben ist.

Von Vorteil ist auch, wenn in zwei in Axialrichtung aufeinanderfolgenden Abschnitten des Aufnahmestabes jeweils Magnetfeldänderungen bewir­ kende Mittel vorgesehen sind, wobei die die Magnetfeldänderungen bewir­ kenden Zonen dieser beiden Abschnitte für eine Drehrichtungserfassung in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind.

Für die Einschraubtiefenmessung kann der Aufnahmestab beispielsweise mehrere über die Axialrichtung aufeinanderfolgende, abwechselnd einen magnetischen Nordpol bzw. einen magnetischen Südpol bildende Zonen aufweisen. Generell wird bei der Einschraubtiefenmessung der Effekt aus­ genutzt, daß sich das Magnetfeld bei einer axialen Verlagerung des Auf­ nahmestabs vorzugsweise periodisch ändert.

Prinzipiell kann das Schraubgerät entweder als manuell betätiger Zuführ­ schrauber, bei dem der Aufnahmestab manuell zum Werkstück hin bzw. von diesem weg bewegbar ist, oder als stationärer Zuführschrauber vorge­ sehen sein, bei dem die Relativbewegung zwischen dem Aufnahmestab und dem Niederhalter automatisch erfolgt.

Der magnetisch modifizierte Bereich kann sich lediglich über einen nahe am werkzeugseitigen Ende des Aufnahmestabs vogesehenen Abschnitt oder auch zumindest im wesentlichen über die gesamte Länge des Auf­ nahmestabs erstrecken.

Der Aufnahmestab kann insbesondere aus hartmagnetischem Werkstoff hergestellt sein.

Die zur Drehmomentmessung vorgesehene Magnetisierung kann bei­ spielsweise durch eine direkte Magnetisierung eines entsprechenden Grundmaterials des Aufnahmestabes oder durch einen auf den Aufnah­ mestab aufgebrachten, vorzugsweise in Umfangsrichtung magnetisierten Ring gegeben sein.

Die Messung der Einschraubtiefe kann am gleichen Ort wie die Drehmo­ ment- bzw. Drehwinkelmessung oder auch an einem anderen Ort erfolgen.

Beim erfindungsgemäßen Zuführschrauber erfolgt also auf der Basis eines entsprechend magnetisch modifizierten Bereichs eine schraubortnahe Messung des Drehmoments und/oder des Drehwinkels und/oder der Ein­ schraubtiefe. Die Messung kann somit insbesondere direkt hinter dem Schraubenkopf, und zwar noch vor der ersten Lagerung der rotierenden Welle der Schraubspindel, erfolgen. Die Messung von Drehmoment, Dreh­ winkel bzw. Tiefe beruht auf der Auswertung des sich ändernden Magnet­ feldes. Dabei wird bei der Drehmomentmessung der Effekt genutzt, daß sich das Magnetfeld proportional zur Torsionsbelastung des Aufnah­ mestabes ändert. Bei der Drehwinkelmessung wird der Effekt ausgenutzt, daß sich das Magnetfeld bei einer Rotation des Aufnahmestabs periodisch ändert. Bei der Tiefenmessung wird der Effekt ausgenutzt, daß sich das Magnetfeld bei einer axialen Verlagerung des Aufnahmestabs vorzugsweise periodisch ändert.

Für die Drehmoment- bzw. Drehwinkelmessung vorgesehene Spulen kön­ nen im Gehäuse des Niederhalters bzw. im Gehäuse eines Tiefenmelder­ moduls untergebracht sein.

Es ist eine berührungslose Messung von Drehmoment bzw. Drehwinkel in unmittelbarer Nähe des Schraubortes, idealerweise direkt am Schraub­ werkzeug möglich. Die für die Drehmoment-, Drehwinkel- bzw. Ein­ schraubtiefenmessung vorgesehenen magnetisch modifizierten Bereiche können in Axialrichtung hintereinander vorgesehen sein oder sich zumin­ dest teilweise überlagern. Je nach Bauart kann der Aufnahmestab entweder komplett oder nur teilweise magnetisiert sein. Im letzteren Fall kann die gehäuseseitige Elektronik zur Datenerfassung ebenfalls den Hub des Schraubwerkzeugs durchführen, also in irgendeiner Form mitgeführt wer­ den. Wie bereits erwähnt kann der Aufnahmestab aus hartmagnetischem Werkstoff hergestellt sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen un­ ter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:

Fig. 1 eine schematische, teilweise geschnittene Teildarstellung eines Schraubgeräts mit automatischer Schraubzuführung und ei­ ner in den Niederhalter integrierten Sensorik,

Fig. 2 eine mit der der Fig. 1 vergleichbare Dartstellung einer wei­ teren Ausführungsform des Schraubgeräts mit einer zusam­ men mit dem Aufnahmestab relativ zum Niederhalter axial verstellbaren Sensorik,

Fig. 3 eine schematische Teildarstellung eines Aufnahmestabes mit einem nahe an seinem werkzeugseitigen Ende vorgesehenen, in Umfangsrichtung magnetisierten Bereich für eine berüh­ rungslose Drehmomentmessung,

Fig. 4 eine schematische Teildarstellung einer weiteren Ausfüh­ rungsform eines Aufnahmestabes mit einem nahe an seinem werkzeugseitigen Ende vorgesehenen magnetisch modifizier­ ten Bereich für eine Drehwinkelmessung, wobei dieser Bereich zwei in Axialrichtung aufeinanderfolgende Abschnitte aufweist, deren die jeweiligen Magnetfeldänderungen bewirkende Zonen in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind,

Fig. 5 eine schematische Teildarstellung einer weiteren Ausfüh­ rungsform eines Aufnahmestabes mit einem nahe an seinem werkzeugseitigen Ende vorgesehenen magnetisch modifizier­ ten Bereich, der gleichzeitig sowohl für eine Drehmomentmes­ sung als auch für eine Drehwinkelmessung geeignet ist,

Fig. 6 der sich bei dem Aufnahmestab gemäß Fig. 3 bei einem auf­ tretenden Drehmoment ergebende magnetische Fluß,

Fig. 7 der sich bei dem Aufnahmestab gemäß Fig. 4 bei sich dre­ hendem Stab ergebende magnetische Fluß,

Fig. 8 der sich bei dem Aufnahmestab gemäß Fig. 5 bei einem auf­ tretenden Drehmoment bzw. bei sich drehendem Stab erge­ bende magnetische Fluß, und

Fig. 9 eine schematische Teildarstellung einer weiteren Ausfüh­ rungsform eines Aufnahmestabes mit einem nahe an seinem werkzeugseitigen Ende vorgesehenen magnetisch modifizier­ ten Bereich für eine Messung der Einochraubtiefe.

Fig. 1 zeigt in schematischer, teilweise geschnittener Teildarstellung ein Schraubgerät 10 mit automatischer Schraubenzuführung 12. Dieses auch als Zuführschrauber bezeichnete Schraubgerät 10 umfaßt u. a. einen über einen Antrieb (nicht gezeigt) in Drehung versetzbaren, in einem Niederhalter 14 oder dergleichen axial verschiebbaren Aufnahmestab 16, der mit einem Schraubwerkzeug 18 verbunden und zwischen den jeweiligen Schraubvorgängen zusammen mit dem Schraubwerkzeug 18 relativ zum Niederhalter 14 axial verstellbar ist, um die automatische Zuführung der jeweils nächsten Schraube 20 zu ermöglichen.

Der Aufnahmestab 16 weist nahe an seinem werkzeugseitigen Ende einen magnetisch modifizierten Bereich 22 auf. Überdies ist eine in diesem Be­ reich 22 auftretende Magnetfeldänderungen erfassende Sensorik 24 für eine schraubort- oder schraubennahe berührungslose Messung des Drehmomentes und/oder des Drehwinkels und/oder der Einschraubtiefe vorgesehen.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Sensorik 24 in den Nieder­ halter 14 integriert.

Zur schraubortnahen Messung des Drehmoments und/oder des Drehwin­ kels und/oder der Eindringtiefe in das Schraubgerät 10 wird ein modifi­ zierter Niederhalter 14 eingebaut. Dieser Niederhalter 14 weist eine Aus­ sparung 26 auf. In diese Aussparung 26 ist eine Trägerplatte 28 montiert, die die zur Drehmomentmessung und/oder Drehwinkelmessung und/oder Einschraubtiefenmessung notwendige Sensorik 24 trägt. Der Aufnah­ mestab 16 ist in dem definierten Bereich 22 je nach Meßaufgabe entweder für die Messung des Drehmoments und/oder des Drehwinkels und/oder der Einschraubtiefe vorbereitet. Die für die verschiedenen Messungen notwendigen Modifikationen am Aufnahmestab 16 werden weiter unten erläutert.

Vor dem Beginn des Schraubvorgangs wird die Schraube 20 über einen Zuführschlauch 30 und einen Schwenkarm 32 der automatischen Schraubenzuführung 12 in eine Bohrung 34 des Niederhalters 14 zuge­ führt und in beweglichen Backen 36 gehalten.

Beim Schraubvorgang wird vom Aufnahmestab 16 ein definierter Hub ausgeführt und das Schraubwerkzeug 18 zunächst axial bewegt, bis es zum Kontakt mit dem Schraubenkopf kommt. Danach wird der Aufnah­ mestab 16 in Rotation versetzt. Die Rotationsgeschwindigkeit wird zu­ nächst nur langsam gesteigert, um ein sicheres Einrasten des Schraub­ werkzeuges 18 in das Kraftangriffsmerkmal 38 der Schraube 20 zu ge­ währleisten.

Der für die Messung magnetisch modifizierte Bereich 22 des Aufnah­ mestabes 16 ist so angebracht, dass er sich in jedem Fall kurz vor dem Auftreffen des Schraubwerkzeugs 18 auf den Schraubenkopf im Meßbe­ reich der Sensorik 24 befindet, so daß Messungen des Drehmoments und/oder des Drehwinkels und/oder der Einschraubtiefe möglich sind.

Anschließend werden die Verschraubung durchgeführt und dabei die im magnetisch modifizierten Bereich 22 auftretenden. Änderungen des ma­ gnetischen Feldes durch die Sensorik 24 ermittelt.

Die Sensorik 24 erzeugt je nach Meßaufgabe charakteristische Meßdaten, die über eine Kabelverbindung 40 an eine Steuerung des Schraubgerätes 10 weitergegeben werden. Dort werden sie nach vordefinierten Kriterien ausgewertet. Die Verschraubung wird nach dem Erreichen eines vordefi­ nierten Wertes des Drehmoments und/oder des Drehwinkels und/oder der Einschraubtiefe beendet. Abschließend wird das Schraubergebnis be­ wertet und entweder als IO (In Ordnung) und NIO (Nicht in Ordnung) klassifiziert.

Der Aufnahmestab 16 fährt wieder in die Ausgangsstellung zurück, die nächste Schraube 20 kann nachgeladen werden.

Fig. 2 zeigt eine mit der der Fig. 1 vergleichbare Darstellung einer wei­ teren Ausführungsform eines Schraubgeräts 10, bei der die Sensorik 24 jedoch zusammen mit dem Aufnahmestab 16 relativ zum Niederhalter 14 axial verstellbar ist.

Auch in diesem Fall ist das Schraubgerät 10 wieder für eine schraubort­ nahe Messung des Drehmoments und/oder des Drehwinkels und/oder der Einschraubtiefe ausgeführt. Die Sensorik 24 ist jedoch in einer ver­ schieblichen Hülse 42 untergebracht, welche durch einen Deckel 44 an einer Verdickung 46 des Aufnahmestabes 16 geführt wird. Die Hülse 42 wird zusätzlich in einer Nut 48 im Gehäuse des Niederhalters 14 geführt, so daß bei einer gleichzeitigen axialen und radialen Bewegung des Auf­ nahmestabes 16 die Hülse 42 lediglich in axialer Richtung bewegt wird. Die Übertragung der von der Sensorik 24 gemessenen Werte erfolgt über flexible Kabel 50 und die Steckverbindung 40 an die Steuerung. Diese Auführungsform ist besonders dann geeignet, wenn der Aufnahmestab 16 bzw. das Schraubwerkzeug 18 besonders große Hübe ausführen müssen. Der Ablauf der Zuführung der Schraube 20 ist im wesentlichen gleich wie bei der in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsform. Auch im übrigen kann dieses Schraubgerät 10 zumindest im wesentlichen wieder den gleichen Aufbau besitzen wie das gemäß Fig. 1, wobei einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Fig. 3 zeigt in schematischer Teildarstellung einen Aufnahmestab 16 mit einem nahe an seinem werkzeugseitigen Ende vorgesehenen, in Umfangs­ richtung magnetisierten Bereich 22 für eine berührungslose Drehmo­ mentmessung. Bei dem werkzeugseitigen Ende des Aufnahmestabes 16 handelt es sich um das dem Schraubwerkzeug 18 benachbarte Ende.

Der Aufnahmestab 16 ist hier also für die Messung eines Drehmoments auf Basis des magnetoelastischen Effekts vorgesehen. Dazu wird der Be­ reich 22 z. B. nach dem in der WO 99/56099 beschriebenen Verfahren in Umfangsrichtung magnetisiert. Wird über den Aufnahmestab 16 ein Drehmoment übertragen, verändert sich das magnetische Feld dieses Aufnahmestabes 16. Das von der Sensorik 24 (vgl. die Fig. 1 und 2) abgegebene Signal verändert sich beim Aufbringen eines Drehmoments in der in Fig. 6 dargestellten Form von einem Ruhezustand 52 ohne Drehmoment über den Anstieg des maximalen Drehmoments 54 bis zum Erreichen des Drehmoments 56.

Fig. 4 zeigt in schematischer Teildarstellung eine weitere Ausführungs­ form eines Aufnahmestabes 16 mit einem nahe an seinem werkzeugseiti­ gen Ende vorgesehenen magnetisch modifizierten Bereich 22, wobei in diesem Fall der modifizierte Bereich 22 jedoch für eine Drehwinkelmes­ sung vorgesehen ist und dabei zwei in Axialrichtung aufeinanderfolgende Abschnitte 22', 22" aufweist, deren die jeweiligen Magnetfeldänderungen bewirkende Zonen 58' bzw. 58" in Umfangsrichtung gegeneinander ver­ setzt sind.

Der Aufnahmestab 16 dient hier also lediglich der Messung eines Dreh­ winkels auf der Basis der Veränderung des magnetischen Feldes. In die­ sem Fall ist es nicht notwendig, den gesamten Aufnahmestab 16 zuvor zu magnetisieren. Es muß lediglich über den Umfang des Aufnahmestabs 16 verteilt z. B. ein Folie angebracht werden, die abwechselnd magnetische Nord- und Südpole enthält. Dies wir zunächst in dem Abschnitt 22' durchgeführt. Wird der Aufnahmestab 16 in Rotation versetzt, so kommt es zu einem Signal, wie es in Fig. 7 gezeigt ist. Entsprechend der Anzahl der am Umfang aufgebrachten Nord/Südpole treten sinusförmige Verän­ derungen im gemessenen Signal 60 auf. Über die Gesamtanzahl der auf­ tretenden Schwingungen kann auf den vom Aufnahmestab 16 überstri­ chenen Winkel und über die Anzahl der Perioden pro Zeiteinheit auf die Rotationsgeschwindigkeit geschlossen werden.

Zur Erkennung der Drehrichtung kann gegenüber dem ersten Abschnitt 22' ein im wesentlichen identischer zweiter Meßabschnitt 22" so ange­ bracht sein, daß die Nord- und Südpole dieses Abschnitts 22" um z. B. 90° versetzt zu denen des ersten Abschnitts 22' liegen. Von der Sensorik 24 (vgl. die Fig. 1 und 2) werden nun an den beiden Meßabschnitten 22', 22" die auftretenden Magnetfeldänderungen aufgenommen. Aufgrund der Verschiebung zwischen den Polen der beiden Abschnitte 22', 22" ist das aus dem ersten Abschnitt 22' aufgenommene Signal gegenüber dem aus dem zweiten Abschnitt 22" aufgenommenen Signal phasenverschoben. Je nach Drehrichtung eilt das Signal aus dem ersten Abschnitt 22' dem Si­ gnal aus dem zweiten Abschnitt 22" voraus oder nach. Aus dem an die Steuerung des Schraubgeräts 10 weitergegebenen Meßsignal kann somit die Information gewonnen werden, in welche Richtung sich der Aufnah­ mestab 16 dreht.

Fig. 5 zeigt in schematischer Teildarstellung eine weitere Ausführungs­ form eines Aufnahmestabes 16 mit einem nahe an seinem werkzeugseiti­ gen Ende vorgesehenen magnetisch modifizierten Bereich 22, der hier gleichzeitig sowohl für eine Drehmomentmessung als auch für eine Dreh­ winkelmessung geeignet ist. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel be­ sitzt dieser kombinierte magnetisch modifizierte Bereich 22 wieder die gleiche Länge L wie die in den Fig. 3 und 4 gezeigten magnetisch mo­ difizierten Bereiche.

Der Aufnahmestab 16 dient hier also der gleichzeitigen Messung des Drehmoments und des Drehwinkels. Dazu ist der Aufnahmestab 16 in dem definierten Bereich 22 wie bereits im Zusammenhang mit der Fig. 2 beschrieben in Umfangsrichtung magnetisiert. Zur Winkelmessung wer­ den zusätzlich die im Zusammenhang mit Fig. 2 beschriebenen Folien aufgebacht. Beim Aufbringen eines Drehmoments ergibt sich der für die Fig. 2 beschriebene Effekt, der nun allerdings durch die Magnetfelder der zusätzlich aufgebrachten magnetischen Abschnitte 22', 22" überlagert wird. Wird der Aufnahmestab 16 in Rotation versetzt und gleichzeitig mit einem Drehmoment belastet, ergibt sich das in Fig. 8 dargestellte Meßsi­ gnal. Es kommt wieder zu einem periodischen Signal 62, das den über­ strichenen Winkel bzw. die Rotationsgeschwindigkeit des Aufnahmestabs 16 repräsentiert. Der in diesem Signal 62 enthaltene Mittelwert 64 ist ein Maß für das vom Aufnahmestab 16 übertragene Drehmoment. Auch in diesem Fall kann durch das Aufbringen eines zweiten Abschnitts 22" die Drehrichtung des Aufnahmestabes 16 erkannt werden.

Fig. 9 zeigt in schematischer Teildarstellung eine weitere Ausführungs­ form eines Aufnahmestabes 16 mit einem nahe an seinem werkzeugseitigen Ende vorgesehenen magnetisch modifizierten Bereich 22 für eine Mes­ sung der Einschraubtiefe. Der magnetisch modifizierte Bereich 22 kann beispielsweise wieder die gleiche Länge L wie bei den Aufnahmestäben gemäß den Fig. 3 bis 5 besitzen.

Im vorliegenden Fall sind in dem magnetisch modifizierten Bereich 22 des Aufnahmestabes 16 mehrere in Axialrichtung aufeinanderfolgende, ab­ wechselnd einen magnetischen Nordpol bzw. einen magnetischen Südpol bildende Zonen 66 vorgesehen.

Der Aufnahmestab 16 besitzt also einen magnetisch modifizierten Meßbe­ reich 22 mit in Axialrichtung aufeinanderfolgenden Nord- bzw. Südpolen. Bei einer axialen Bewegung des Aufnahmestabes 16 wird von der Sensorik 24 (vgl. die Fig. 1 und 2) eine Veränderung im Magnetfeld gemessen, die im wesentlichen dem in Fig. 7 dargestellten Verlauf entspricht. Aus diesem Signal erhält man durch eine geeignete Auswertung eine Informa­ tion über den vom Aufnahmestab 16 in axialer Richtung zurückgelegten Weg und damit über die aktuelle Einschraubtiefe.

Grundsätzlich ist auch eine Kombination der in der Fig. 9 dargestellten Ausführung des magnetisch modifizierten Bereichs 22 mit der Ausführung dieses Bereichs gemäß der Fig. 3 und/oder mit der Ausführung dieses Bereichs gemäß der Fig. 4 bzw. mit der Ausführung dieses Bereichs ge­ mäß der Fig. 5 möglich. Im letzten Fall kann der betreffende magnetisch modifizierte Bereich 22 also gleichzeitig der Messung des Drehmoments, des Drehwinkels und der Einschraubtiefe dienen.

Werden die oben beschriebenen Aufnahmestäbe 16 in einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 eingesetzt, so muß die Länge L des Meßbereichs 22 mindestens so groß bemessen sein, daß über den gesamten Hub des Schrau­ bendrehers, zumindest aber über die gesamte Einschraubtiefe eine Drehmomentmessung möglich ist.

Demgegenüber kann die Länge L des Meßbereichs 22 entsprechend ver­ kleinert werden, wenn der Aufnahmestab 16 in einer Vorrichtung gemäß Fig. 2 eingesetzt wird.

Für eine Drehmomentmessung nach dem magnetoelastischen Prinzip in einem Zuführschrauber kann also eines der drehmomentübertragenden Bauteile insbesondere nach dem aus der WO 99/56099 bekannten Ver­ fahren so modifiziert werden, daß das Drehmoment auf der Basis des ma­ gnetoelastischen Effekts gemessen werden kann. Als Werkstoff kann ein Stahl mit entsprechenden magnetischen Eigenschaften (z. B. 21NiCrMo2) verwendet werden. Der Aufnahmestab wird entsprechend den Anforde­ rungen des Schraubers z. B. mechanisch bearbeitet, wobei zu beachten ist, daß sich innerhalb des später vorgesehenen magnetisch modifizierten Be­ reichs des Aufnahmestabes keine Durchmesserveränderungen und keine Bohrungen befinden. Beides würde u. U. zu Veränderungen der magneti­ schen Eigenschaften des Aufnahmestabes und damit zu einer Ver­ schlechterung der durch die Messung des Magnetfeldes erzielten Ergeb­ nisse führen.

Der zur Drehmomentmessung eingesetzte Bereich des Aufnahmestabes kann nach einer beliebigen aus dem Stand der Technik bekannte Methode in Umfangsrichtung magnetisiert werden (z. B. nach der Methode gemäß der WO 99/56099). Danach weist der Aufnahmestab einen magnetisierten Bereich auf (vgl. z. B. Fig. 3). Um parallel zur Drehmomentmessung auch die Drehwinkelmessung und/oder die Tiefenmessung durchführen zur können, können zusätzlich weitere magnetisch aktive Komponenten auf­ gebracht werden (Fig. 4, 5, 9). Es kann sich dabei z. B. um eine dünne Folie handeln, die abwechselnd Nord- und Südpole aufweist. Die entspre­ chenden magnetischen Felder überlagern sich der aufgrund des magneto­ elastischen Effekts auftretenden Feldern. Durch eine geeignete Auswerte­ einrichtung können diese überlagerten Informationen wieder getrennt werden und stehend dann zur Steuerung des Schraubvorgangs zur Verfü­ gung.

Bezugszeichenliste

10

Schraubgerät

12

automatische Schraubzuführung

14

Niederhalter

16

Aufnahmestab

18

Schraubwerkzeug

20

Schraube

22

magnetisch modifizierter Bereich

22

' Abschnitt

22

" Abschnitt

24

Sensorik

26

Aussparung

28

Trägerplatte

30

Zuführschlauch

32

Schwenkarm

34

Bohrung

36

Backen

38

Kraftantriebsmerkmal

40

Kabelverbindung, Steckverbindung

42

Hülse

44

Deckel

46

Verdichtung

48

Nut

50

flexible Kabel

52

Ruhezustand

54

Drehmomentanstieg

56

maximales Drehmoment

58

Zone

58

' Zone

60

Signal

62

Signal

64

Mittelwert

66

Zone
L Länge des magnetisch modifizierten Bereichs

Claims (20)

1. Schraubgerät (10) mit automatischer Schraubenzuführung (12), mit einem über einen Antrieb in Drehung versetzbaren, in einem Nie­ derhalter (14) oder dergleichen axial verschiebbaren Aufnahmestab (16), der mit einem Schraubwerkzeug (18) verbunden und zwischen den jeweiligen Schraubvorgängen zusammen mit dem Schraubwerk­ zeug (18) relativ zum Niederhalter (14) axial verstellbar ist, um die automatische Zuführung der jeweils nächsten Schraube (20) zu er­ möglichen, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmestab (16) nahe an seinem werkzeugseitigen Ende einen magnetisch modifizierten Bereich (22) aufweist und daß eine in diesem Bereich (22) auftretende Magnetfeldänderungen erfassen­ de Sensorik (24) für eine schraubort- oder schraubennahe berüh­ rungslose Messung des Drehmomentes und/oder des Drehwinkels und/oder der Einschraubtiefe vorgesehen ist.

2. Schraubgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorik (24) im Niederhalter (14) integriert ist.

3. Schraubgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorik (24) und/oder der Aufnahmestab (16) austausch­ bar ausgeführt sind.

4. Schraubgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorik (24) zusammen mit dem Aufnahmestab (16) relativ zum Niederhalter (14) axial verstellbar ist.

5. Schraubgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentmessung unter Ausnutzung des magnetoelasti­ schen Effekt erfolgt.

6. Schraubgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmestab (16) für die Drehmomentmessung in dem magnetisch modifizierten Bereich (22) in Umfangsrichtung magneti­ siert ist.

7. Schraubgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmestab (16) für die Drehwinkelmessung in dem ma­ gnetisch modifizierten Bereich (22) Mittel (53', 58") aufweist, um pro Umdrehung des Aufnahmestabes (16) zumindest eine von der Sen­ sorik (28) erfaßbare Magnetfeldänderung zu bewirken.

8. Schraubgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (58', 58") pro Umdrehung des Aufnahmestabes (16) mehrere von der Sensorik (24) erfaßbare Magnetfeldänderungen be­ wirken.

9. Schraubgerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere über den Umfang des Aufnahmestabes (16) verteilte, abwechselnd einen magnetischen Nordpol bzw. einen magnetischen Südpol bildende Zonen (58', 58") vorgesehen sind.

10. Schraubgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf den Aufnahmestab (16) aufgebrachte Folie mit den die Magnetfeldänderungen bewirkenden Mitteln (58', 58") versehen ist.

11. Schraubgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in zwei in Axialrichtung aufeinanderfolgenden Abschnitten (22', 22") des Aufnahmestabes (16) jeweils Magnetfeldänderungen bewir­ kende Mittel vorgesehen sind, wobei die die Magnetfeldänderungen bewirkenden Zonen (58', 58") dieser beiden Abschnitte (22', 22") für eine Drehrichtungserfassung in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind.

12. Schraubgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmestab (16) für die Einschraubtiefenmessung meh­ rere in Axialrichtung aufeinanderfolgende, abwechselnd einen ma­ gnetischen Nordpol bzw. einen magnetische Südpol bildende Zonen (66) aufweist.

13. Schraubgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmestab (16) manuell zum Werkstück hin bzw. von diesem weg bewegbar ist.

14. Schraubgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativbewegung zwischen dem Aufnahmestab (16) und dem Niederhalter (14) automatisch erfolgt.

15. Schraubgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der magnetisch modifizierte Bereich (22) lediglich über ei­ nen nahe am werkzeugseitigen Ende des Aufnahmestab (16) vorge­ sehenen Abschnitt erstreckt.

16. Schraubgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich der magnetisch modifizierte Bereich (22) zumindest im we­ sentlichen über die gesamte Länge des Aufnahmestab (16) erstreckt.

17. Schraubgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmestab (16) aus hartmagnetischem Werkstoff herge­ stellt ist.

18. Schraubgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Drehmomentmessung vorgesehene Magnetisierung durch eine direkte Magnetisierung eines entsprechenden Grund­ materials des Aufnahmestabes (16) gegeben ist.

19. Schraubgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Drehmomentmessung vorgesehene Magnetisierung durch einen auf den Aufnahmestab (16) aufgebrachten, vorzugswei­ se in Umfangsrichtung magnetisierten Ring gegeben ist.

20. Schraubgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Einschraubtiefe an einem anderen Ort als die Drehmoment- bzw. Drehwinkelmessung erfolgt.