DE102007055028A1

DE102007055028A1 - Winkelmeßeinrichtung

Info

Publication number: DE102007055028A1
Application number: DE200710055028
Authority: DE
Inventors: Dieter Baumann; Stefan Baus; Axel Nordmann
Original assignee: RICHARD ABR HERDER KG
Current assignee: RICHARD ABR HERDER KG
Priority date: 2007-11-17
Filing date: 2007-11-17
Publication date: 2009-05-20

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug, geeignet für eine schwenkende und/oder drehende Arbeitsbewegung, insbesondere einen Schraubenschlüssel, einen Drehmomentschlüssel oder dergleichen, mit einem Betätigungselement, vorzugsweise einer Handhabe, mit einem mit dem Betätigungselement verbundenen Arbeitselement und mit einer Winkelmesseinrichtung. Ein Werkzeug mit einer Winkelmesseinrichtung, das nicht nur hinsichtlich der Bedienbarkeit und Ablesbarkeit ergonomisch verbessert ist, sondern darüber hinaus auch noch in einem weiten Bereich anordbar ist und zuverlässige Messergebnisse liefern kann, wird dadurch weiteregebildet, dass die Winkelmesseinrichtung zumindest eine gyroskopische Messeinheit und zumindest eine Anzeigeeinheit und/oder eine Meldeeinheit aufweist und insgesamt lösbar mit dem Werkzeug verbunden ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug geeignet für eine schwenkende und/oder drehende Arbeitsbewegung, insbesondere einen Schraubenschlüssel, einen Drehmomentschlüssel oder dergleichen, mit einem Betätigungselement, vorzugsweise einer Handhabe, mit einem mit dem Betätigungselement verbundenen Arbeitselement und mit einer Winkelmeßeinrichtung. Ferner betrifft die Erfindung eine Winkelmeßeinrichtung für ein Werkzeug.
Werkzeuge mit einer Winkelmeßeinrichtung werden in der Mechanik vielfältig zum Ermitteln von Verdrehwinkeln eingesetzt. Beispielsweise ist es üblich, bei Drehmomentschlüsseln nach Erreichen des eingestellten Drehmoments die entsprechende Schraube beziehungsweise Mutter um einen bestimmten, vorgegebenen Winkel weiter anzuziehen. Hierdurch wird eine zuverlässige Verbindung der Schraubverbindung gewährleistet, die unter Berücksichtigung deren Eigenschaften optimiert ist. Derartige Verbindungen, insbesondere Schraubverbindungen sind beispielsweise im Kraftfahrzeugbereich oder dergleichen anzutreffen. Bekannt sind Winkelmeßeinrichtungen, die mit einem Referenzarm versehen sind, gegenüber dem ein Verdrehwinkel ermittelt wird. Der Referenzarm ist hierbei zuverlässig zu positionieren und festzulegen, so daß während der Montage beziehungsweise Betätigung des Werkzeugs kein Fehler durch Versatz des Referenzarms erfolgen kann. Darüber hinaus erfordern die bekannten Winkelmeßeinrichtungen, daß sie in der Regel koaxial mit dem zu betätigenden Werkzeug ausgerichtet sind. Dies führt unter anderem dazu, daß der Ver drehwinkel oftmals nur schlecht eingestellt beziehungsweise abgelesen werden kann. Zudem sind die bekannten Winkelmeßeinrichtungen mechanisch und mit Referenzarm mit dem Werkzeug verbunden.
Die Erfindung hat es sich nunmehr zur Aufgabe gemacht, ein Werkzeug mit einer Winkelmeßeinrichtung sowie auch eine Winkelmeßeinrichtung bereitzustellen, die nicht nur hinsichtlich der Bedienbarkeit und Ablesbarkeit ergonomisch verbessert ist, sondern darüber hinaus auch noch in einem weiten Bereich angeordnet werden und zuverlässige Meßergebnisse liefern kann.
Als Lösung wird mit der vorliegenden Erfindung ein Werkzeug geeignet für eine schwenkende und/oder drehende Arbeitsbewegung, insbesondere Schraubenschlüssel, Drehmomentschlüssel oder dergleichen, vorgeschlagen, mit einem Betätigungselement, vorzugsweise einer Handhabe, mit einem mit dem Betätigungselement verbundenen Arbeitselement und mit einer Winkelmeßeinrichtung, die zumindest eine gyroskopische Meßeinheit und zumindest eine Anzeigeeinheit und/oder eine Meldeeinheit hat, wobei ein Verbindungselement vorgesehen ist, mit dem die Winkelmeßeinrichtung mit dem Betätigungselement und/oder dem Arbeitselement verbunden ist, wobei die Verbindung zwischen dem Betätigungselement und/oder dem Arbeitselement lösbar ausgebildet ist, und wobei die Verbindung zwischen dem Betätigungselement und/oder dem Arbeitselement form- und/oder kraftschlüssig ausgebildet ist.
Erstmals wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß eine Winkelmeßeinrichtung so lösbar mit dem Werkzeug verbunden ist, wodurch erreicht werden kann, daß die Winkelmeßeinrichtung an einer gewünschten Position am Werkzeug befestigt werden kann. Darüber hinaus kann die Winkelmeßeinrichtung an unterschiedlichen Werkzeugen befestigt werden, so daß eine hohe Flexibilität erreicht werden kann. Es ist lediglich darauf zu achten, daß eine Meßachse der Winkelmeßeinrichtung vorzugsweise im wesentlichen etwa parallel zu einer Dreh- beziehungsweise Schwenkachse ausgerichtet ist. Durch den Einsatz einer gyroskopischen Meßeinheit ist eine im Stand der Technik übliche koaxiale Anordnung nicht mehr erforderlich. Dies eröffnet einen neuen Anwendungsspielraum für die Winkelmeßeinrichtung, die nunmehr an einer beliebigen, freien Stelle des Werkzeugs auch nachträglich oder für einzelnen Anwendungen zweckmäßig angebracht werden kann. Auf diese Weise kann erreicht werden, daß die Winkelmeßeinrichtung ergonomisch günstig an dem Werkzeug, dessen Verdrehwinkel gemessen werden soll, angeordnet sein kann. Das Werkzeug weist ein Betätigungselement auf, welches vorzugsweise als Handhabe für eine manuelle Betätigung ausgelegt ist. Daneben oder zusätzlich kann auch ein maschinell betätigbares Betätigungselement vorgesehen sein. Dieses ist verbunden mit dem Arbeitselement, welches die Arbeitsbewegung ausführt. Das Arbeitselement kann beispielsweise ein Antriebsvierkant, ein Sechskant oder dergleichen sein. Das Betätigungselement und das Arbeitselement können einstückig ausgebildet sein. Sie können durch einen Werkzeugstiel miteinander verbunden sein. Natürlich kann auch vorgesehen sein, daß das Betätigungselement und das Arbeitselement austauschbar ausgebildet sind, um zum Beispiel das Werkzeug an die vorzunehmende Arbeitshandlung anpassen zu können.
Die Winkelmeßeinrichtung ist mittels eines Verbindungselements mit dem Werkzeug verbindbar. Das Verbindungselement kann durch einen Clip, eine Klemme, einen Magneten, einen Riemen oder dergleichen gebildet sein. Es kann sowohl am Werkzeug als auch an der Winkelmeßeinrichtung festgelegt sein. Das Verbindungselement erlaubt vorzugsweise eine Verbindung der Winkelmeßeinrichtung sowohl mit dem Betätigungselement als auch dem Arbeitselement beziehungsweise in einem Übergangsbereich zwischen dem Betätigungselement und dem Arbeitselement. Das Verbindungselement erlaubt eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung der Winkelmeßeinrichtung mit dem Werkzeug. Hierdurch läßt sich eine einfache Lösbarkeit bei zugleich zuverlässiger Verbindung während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs erreichen.
Die Winkelmeßeinrichtung weist ferner eine Anzeigeeinheit und/oder eine Meldeeinheit auf. Dies ermöglicht ein genaues Anzeigen, des gemessenen Winkels in Verbindung mit einer ergonomisch günstigen Ablesemöglichkeit. Die Anzeigeeinheit ist vorzugsweise eine elektronische Anzeigeeinheit in Form einer Leuchtdiodenanzeige, einer LCD-Anzeige oder dergleichen, die für eine alphanumerische Zeichendarstellung geeignet ist. Die Meldeeinheit kann durch einen Summer, einen Lautsprecher oder dergleichen für eine akustische Meldung ausgebildet sein. Sie kann darüber hinaus auch optisch durch eine Glühlampe, eine Leuchtdiode oder dergleichen ausgebildet sein. Mit der Meldeeinheit kann ein Erreichen eines vorgebbaren Winkels gemeldet werden.
Vorzugsweise ist die Winkelmeßeinrichtung verschiebbar und/oder verdrehbar am Werkzeug angeordnet. Hierdurch kann die Winkelmeßeinrichtung am Werkzeug in einer ergonomisch günstigen Position angeordnet werden. Darüber hinaus erlaubt diese Ausgestaltung, daß die Winkelmeßeinrichtung anwendungsspezifisch am Werkzeug angeordnet werden kann, so daß während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs die Winkelmeßeinrichtung nicht in Konflikt mit Hindernissen geraten kann.
Weiterhin wird vorgeschlagen, daß das Werkzeug Mittel zur Arretierung der Winkelmeßeinrichtung in einer vorgebbaren Position gegenüber dem Werkzeug aufweist. Dies erlaubt es, die Winkelmeßeinrichtung am Werkzeug in einer festen Position festzulegen. Vorteilhaft ist dies insbesondere dann, wenn die Winkelmeßeinrichtung bewegbar am Werkzeug anordbar ist. Hierdurch kann ein unerwünschtes Verrutschen beziehungsweise Verschieben der Winkelmeßeinrichtung vermieden werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, daß die Verbindung zwischen dem Betätigungselement und/oder dem Arbeitselement durch ein Verbindungselement gebildet ist. Das Verbindungselement kann sowohl ein separates Bauteil sein als auch einstückig mit dem Betätigungselement und/oder dem Arbeitselement ausgebildet sein. So kann das Verbindungselement beispielsweise lediglich in einer Kontaktfläche oder dergleichen bestehen. Darüber hinaus kann auch ein Klettverbindungselement, ein Magnet, ein Clip oder dergleichen vorgesehen sein.
Weiterhin kann vorgesehen sein, daß das Verbindungselement mit dem Betätigungselement und/oder dem Arbeitselement oder alternativ mit einem am Betätigungselement und/oder am Arbeitselement befestigten Träger verbunden ist. Das Verbindungselement ist vorzugsweise mit dem Betätigungselement und/oder dem Arbeitselement verbunden. Alternativ kann am Betätigungselement und/oder am Arbeitselement ein Träger befestigt sein, mit dem das Verbindungselement verbunden sein kann. Der Träger kann zum Beispiel durch eine Lasche, einen Bolzen oder dergleichen gebildet sein.
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird vorgeschlagen, daß das Verbindungselement eine Adapterfläche aufweist. Die Adapterfläche kann in besonderer Weise zur Herstellung der Verbindung zwischen dem Werkzeug und der Winkelmeßeinrichtung ausgebildet sein. Die Adapterfläche kann hierfür beispielsweise Ausnehmungen oder Ausformungen aufweisen, die eine formschlüssige Verbindung ermöglichen. Die Adapterfläche kann beispielsweise in Form einer Adapterplatte bereitgestellt werden. Die Adapterplatte kann mit dem Betätigungselement und/oder dem Arbeitselement einstückig ausgebildet sein. Daneben kann die Adapterfläche auch durch eine Haftverbindung, eine Klettverbindung oder dergleichen gebildet sein.
Mit der Erfindung wird ferner eine Winkelmeßeinrichtung vorgeschlagen, bestehend aus zumindest einer gyroskopischen Meßeinheit, zumindest einer Anzeigeeinheit und/oder zumindest einer Meldeeinheit sowie einem Verbindungselement, welches der mittelbaren oder unmittelbaren lösbaren Verbindung mit einem Werkzeug dient und für eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung der Winkelmeßeinrichtung mit dem Werkzeug ausgebildet ist.
Die Erfindung erlaubt es, die Winkelmeßeinrichtung als eine kompakte Einheit zu schaffen, die bei einem entsprechenden Werkzeug nachrüstbar ist. Auf diese Weise ist ein großes Anwendungsfeld für Winkelmeßeinrichtungen eröffnet. Die gyroskopische Meßeinheit kann beispielsweise auf dem Kreiselprinzip oder dergleichen basieren. Vorzugsweise wird eine Corioliskraft gemessen, aus der ein entsprechender Verdrehwinkel ermittelt wird. Die Winkelmeßeinrichtung weist ferner zumindest eine Anzeigeeinheit und/oder zumindest eine Meldeeinheit auf. Vorzugsweise sind diese Einheiten in einem Gehäuse kompakter Bauform angeordnet, so daß eine händische, insbesondere einhändische Handhabung erreicht werden kann.
Die mechanische Verbindung der Winkelmeßeinrichtung mit dem Werkzeug kann form- und/oder kraftschlüssig ausgebildet sein. Sie ist lösbar vorgesehen, so daß die Winkelmeßeinrichtung an einem Werkzeug bedarfsweise angebracht werden kann. Sie kann auch durch einen Magnet gebildet sein.
Vorteilhaft weist die Winkelmeßeinrichtung ein Gehäuse auf, in dem zumindest die gyroskopische Meßeinheit und an dem zumindest ein Teil des Verbindungselements angeordnet sind. Hierdurch kann eine robuste Ausgestaltung erreicht werden, die im bestimmungsgemäßen Betrieb eine zuverlässige Benutzung erlaubt. Insbesondere in Kombination mit Werkzeugen wie Drehmomentschlüssel, Schraubendreher, Steckschlüsseleinsätzen und dergleichen kann eine Robustheit erreicht werden, so daß die Winkelmeßeinrichtung weitgehend vor äußeren mechanischen Einflüssen geschützt werden kann. Als vorteilhaft erweist sich dies insbesondere bei der bestimmungsgemäßen Verwendung im Bereich des Maschinenbaus. Das Gehäuse kann aus Metall, Kunststoff, Verbundwerkstoff, insbesondere faserverstärktem Kunststoff gebildet sein. Das Gehäuse kann vorzugsweise zumindest einen Teil des Verbindungselements aufweisen. Dadurch kann eine Zuverlässigkeit der Verbindung verbessert werden. Das Verbindungselement oder der Teil des Verbindungselements können einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet sein.
Weiterhin wird vorgeschlagen, daß das Verbindungselement eine Adapterfläche aufweist. Die Adapterfläche kann einstückig mit dem Verbindungselement ausgebildet sein. Es kann aber auch ein separates mit dem Verbindungselement verbundenes Bauteil vorgesehen sein, welches die Adapterfläche aufweist, beispielsweise eine Adapterplatte oder dergleichen. Die Adapterfläche kann beispielsweise Ausnehmungen und/oder Ausformungen aufweisen, die ein formschlössiges Verbinden der Winkelmeßeinrichtung mit dem Werkzeug ermöglichen.
Vorzugsweise weist die Adapterfläche Befestigungsmittel auf. Mit den Befestigungsmitteln kann das Gehäuse und somit die Winkelmeßeinrichtung an einem Werkzeug, Gegenstand oder dergleichen befestigt werden, dessen Verdrehwinkel gemessen werden soll. Die Befestigungsmittel können beispielsweise Clipse, Schellen, elastische Bänder, Klettverbindungselemente oder dergleichen sein, die es erlauben, das Gehäuse an dem Werkzeug oder dem Gegenstand oder dem hinsichtlich der Verdrehung zu messenden Teil zu befesti gen. Natürlich können die Befestigungsmittel auch Schrauben oder dergleichen aufweisen. Vorzugsweise sind die Befestigungsmittel jedoch lösbar ausgebildet, so daß es möglich ist, die Winkelmeßeinrichtung an unterschiedlichen Gegenständen sowie in unterschiedlichen Positionen zu befestigen. Befestigungsmittel und Adapterfläche können auch einstückig ausgebildet sein, um beispielsweise separate Bauelemente einsparen oder unverlierbar ausgestalten zu können. Die Befestigungsmittel können wie die Adapterfläche beispielsweise aus Kunststoff, Stahl, Verbundwerkstoffen oder dergleichen gebildet sein.
In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß das Gehäuse die Adapterfläche aufweist. Vorzugsweise ist die Adapterfläche gehäuserückseitig, der Anzeigeeinheit gegenüberliegend angeordnet, und derart ausgestaltet, daß sie für die Befestigung an einer Werkzeugart wie Drehmomentschlüssel, Schraubenschlüssel oder dergleichen angepaßt ausgebildet ist. Die Adapterfläche kann ebenfalls einstückig mit dem Gehäuse und aus dem gleichen Werkstoff wie das Gehäuse gebildet sein. Die Adapterfläche schafft darüber hinaus die Möglichkeit einer sicheren Verbindung der Winkelmeßeinrichtung mit dem hinsichtlich der Verdrehung zu messenden Gegenstand. Die Adapterfläche kann hierfür Ausnehmungen und/oder Ausformen aufweisen, die an eine entsprechende Werkzeug- beziehungsweise Gegenstandsstruktur angepaßt ausgebildet ist. Eine zuverlässige Befestigung kann erreicht werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Adapterfläche austauschbar. Durch die Austauschbarkeit der Adapterfläche kann erreicht werden, daß die Adapterfläche an unterschiedliche Werkzeuge anpaßbar ist. So kann vorgesehen sein, daß eine Adapterfläche für eine Verbindung mit einem runden Schaft eines Werkzeugs vorgesehen ist. In einer weiteren Ausgestaltung kann die Adapterfläche derart ausgebildet sein, daß sie zur Verbindung mit einem rechteckförmigen Schaft ausgebildet ist. Dies erlaubt es, die Verwendbarkeit der erfindungsgemäßen Winkelmeßeinrichtung über einen weiten Bereich zu erweitern. Natürlich kann die Adapterfläche auch abnehmbar vom Gehäuse oder vom Verbindungselement ausgebildet sein, so daß sie für eine vorgesehene Befestigung an einem Werkzeug angepaßt ausgebildet sein kann. Vorteilhaft ist dies insbesondere dann, wenn die Winkelmeßeinrichtung zur Befestigung an unterschiedlichen Werkzeugen oder Gegenständen vorgesehen ist.
Natürlich kann auch vorgesehen sein, daß das Gehäuse gegenüber der Adapterfläche verdrehbar und/oder verschiebbar ist. Dies erlaubt es, das Gehäuse gegenüber dem Gegenstand beziehungsweise dem Werkzeug, an dem die Winkelmeßeinrichtung befestigt ist, bedarfsgerecht anpassen zu können. So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß das Gehäuse gegenüber der Adapterfläche drehbar angeordnet ist, so daß beispielsweise die Anzeigeeinheit in der jeweiligen Position gut lesbar ist. Eine Verdrehung kann auch erforderlich sein, um eine Meßachse im wesentlichen parallel zu einer Dreh- oder Schwenkachse des Werkzeugs auszurichten, um eine zuverlässig Messung zu erreichen. Darüber hinaus kann auch vorgesehen sein, daß das Gehäuse gegenüber der Adapterfläche verschiebbar ausgebildet ist. Dies ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn die Winkelmeßeinrichtung während eines Verdrehvorgangs in einen Bereich geschwenkt wird, in dem die Anzeigeeinheit nicht mehr abgelesen werden kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, daß das Gehäuse gegenüber der Adapterfläche arretierbar ist. Auf diese Weise kann vermieden werden, daß durch eine translatorische Verschiebung der Winkelmeßeinrichtung während einer Verdrehmessung zu Meßfehlern führen kann.
Weiterhin kann vorgesehen sein, daß der Beginn eines Meßvorgangs sowie auch die Nullkalibrierung automatisch über die Schnittstelle veranlaßt wird. So kann ein Drehmomentschlüssel bei Erreichen des vorgegebenen Drehmoments ein Signal abgeben, welches von der Winkelmeßeinrichtung erfaßt wird und zu einer Nullkalibrierung führt sowie zu einem Start der gyroskopischen Meßeinheit. Somit können komplexe Arbeitsvorgänge automatisiert werden.
Ferner kann vorgesehen sein, daß die Befestigungsmittel an der Adapterfläche festlegbar sind. So kann vorgesehen sein, daß die Befestigungsmittel mittels Schrauben, Nieten oder dergleichen an der Adapterfläche unverlierbar befestigt sind. Ferner können Befestigungsbolzen, Befestigungsösen oder dergleichen vorgesehen sein.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, daß die Befestigungsmittel lösbar mit der Adapterfläche verbunden sind. Dies ermöglicht es, beschädigte Befestigungsmittel auszutauschen. Es kann auch vorgesehen sein, daß die Befestigungsmittel in Abhängigkeit des mit der Winkelmeßeinrichtung zu verbindenden Werkzeugs ausgetauscht werden, um eine zuverlässige Verbindung erreichen zu können.
Gemäß einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, daß die Adapterfläche Arretiermittel zum Festlegen der Winkelmeßeinrichtung in einer vorgebbaren Position am Werkzeug aufweist. Die Arretiermittel können durch Anschläge, Schrauben, Klemmen oder dergleichen gebildet sein. Die Arretiermittel können auf das Verbindungselement einwirken, so daß eine relative Position zwischen der Winkelmeßeinrichtung und dem Werkzeug festgelegt werden kann.
Weiterhin kann vorgesehen sein, daß die Winkelmeßeinrichtung eine Ausgabeeinheit aufweist. Die Ausgabeeinheit kann beispielsweise akustischer oder auch optischer Natur sein. Sie kann beispielsweise durch einen Summer, einen Lautsprecher oder dergleichen gebildet sein, der ein entsprechendes akustisches Signal ausgibt, sobald ein vorgegebener Wert einer Verdrehung erreicht ist. Es können aber auch andere Signale, wie beispielsweise Bestätigungssignale für Eingaben und dergleichen ausgegeben werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, daß optische Signale ausgegeben werden, beispielsweise über eine Leuchtanzeige wie eine Glühlampe, eine Leuchtdiode oder dergleichen. Die Ausgabeeinheit kann auch dazu vorgesehen sein, weitere Betriebszustände der Winkelmeßeinrichtung anzuzeigen. So können beispielsweise der Ladezustand einer Batterie beziehungsweise eines Akkumulators angezeigt werden, oder auch eine noch verfügbare Speicherkapazität des Speicherelements.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Winkelmeßeinrichtung eine Auswerteeinheit aufweist. Die Auswerteeinheit kann dazu vorgesehen sein, Meßsignale der gyroskopischen Meßeinheit entsprechend auszuwerten und aufzubereiten, so daß diese für eine weitere Signalverarbeitung oder auch für eine Anzeige bereitgestellt werden können. Vorzugsweise kann die Auswerteeinheit eine Rechnereinheit aufweisen, die mittels eines geeigneten Computerprogramms betreibbar ist. Das Computerprogramm kann in einer dafür vorgesehenen Speichereinheit beispielsweise eine nicht flüchtige Speichereinheit oder dergleichen gespeichert sein. Die Speichereinheit kann auch Bestandteil der Rechnereinheit sein. Die Auswerteeinheit kann auch als Transponder ausgebildet sein. Der Transponder kann zusätzlich weitere Einheiten aufweisen, so beispielsweise Sende- /Empfangseinheiten und dergleichen. Auch können weitere Einheiten mit dem Transponder einstückig zusammen ausgebildet sein.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Winkelmeßeinrichtung programmierbar ist. Dies erlaubt es, die Winkelmeßeinrichtung bedarfsgerecht mit einem Funktionsumfang zu versehen. Insbesondere erweist sich dies als Vorteil im Zusammenhang mit der Rechnereinheit, die es ermöglicht, bestimmte, vorteilhafte Auswertealgorithmen bedarfsgerecht zum Einsatz kommen zu lassen, um eine möglichst zuverlässige Winkelmessung erreichen zu können. Hierfür können beispielsweise statistische Funktionen vorgesehen sein, die es ermöglichen, Störsignale, Rauschen oder dergleichen im Meßsignal der gyroskopischen Einheit zu filtern. Natürlich kann auch vorgesehen sein, daß eine werkzeugspezifische Programmierung vorgesehen werden kann, die es erlaubt, Werkzeugeigenschaften zu berücksichtigen. Die Zuverlässigkeit der Winkelermittlung kann weiter verbessert werden.
Darüber hinaus kann eine Speichereinheit vorgesehen sein, in der Meßwerte sowie auch Meßwertverläufe über einen bestimmten Zeitraum gespeichert werden können. Die Speichereinheit kann als flüchtige oder nichtflüchtige Speichereinheit ausgebildet sein (zum Beispiel RAM oder dergleichen), in der die entsprechenden Meßwerte ablegbar sind. In der Speichereinheit können die Meßwerte abrufbar bereitgehalten werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß die Auswerteeinheit die Meßwerte aus der Speichereinheit abruft, um sie einer weiteren Datenverarbeitung zuzuführen. Dies erlaubt es, den Anwendungsbereich der Winkelmeßeinrichtung weiter zu verbessern.
In einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, daß die Winkelmeßeinrichtung einen elektrischen Energiespeicher aufweist. Der elektrische Energiespeicher kann beispielsweise durch eine Batterie, einen Kondensator, einen Akkumulator, einer Kombination hiervon oder dergleichen gebildet sein. Natürlich kann auch eine externe elektrische Energiequelle vorgesehen sein, so beispielsweise ein elektrisches Netzteil, welches die Winkelmeßeinrichtung mit elektrischer Energie aus einer öffentlichen Energieversorgung versorgt.
Vorteilhaft erweist es sich, wenn die Winkelmeßeinrichtung eine Eingabeeinheit aufweist. Mit der Eingabeeinheit kann beispielsweise eine Nullstellung der Winkelmeßeinrichtung eingestellt werden. Darüber hinaus können auch Auswerteverfahren ausgewählt werden, die zur Ermittlung des Verdrehwinkels zugrundegelegt werden sollen.
Besonders vorteilhaft erweist es sich in diesem Zusammenhang, wenn die Winkelmeßeinrichtung eine Schnittstelle aufweist. Über die Schnittstelle können beispielsweise Daten, Meßwerte, ermittelte Verdrehwinkel und auch Verdrehverläufe aus der Eingabeeinheit abgerufen und für eine externe Einheit bereitgestellt werden. Die Schnittstelle kann beispielsweise drahtgebunden über Steckkontakte einer Verbindung oder dergleichen ausgebildet sein. Daneben besteht die Möglichkeit, daß die Schnittstelle drahtlos ausgebildet ist, beispielsweise auf Basis von Ultraschall, Infrarot, Funk oder dergleichen.
Weitere Vorteile und Merkmale sind der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels zu entnehmen. Im wesentlichen gleichbleibende Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Ferner wird bezüglich gleicher Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung zum Ausführungsbeispiel gemäß 1 verwiesen. Die Zeichnungen sind Schemazeichnungen und dienen lediglich der Erläuterung des folgenden Ausführungsbeispiels.
Es zeigen:
1 eine Draufsicht einer Winkelmeßeinrichtung gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung,
2 eine Seitenansicht der Winkelmeßeinrichtung gemäß 1,
3 einen vergrößerten Ausschnitt im Bereich der Anzeigeeinheit sowie von Eingabetasten gemäß 1,
4 eine erste Ausgestaltung der Winkelmeßeinrichtung gemäß 2 mit einer Adapterplatte sowie einem ersten Befestigungsmittel,
5 eine Adapterplatte für die Winkelmeßeinrichtung gemäß der Erfindung mit einem zweiten Befestigungsmittel,
6 eine Adapterplatte für die Winkelmeßeinrichtung gemäß der Erfindung mit einem dritten Befestigungsmittel,
7 eine vergrößerte Darstellung der Anzeigeeinheit gemäß 1 sowie einer Schnittstelle,
8 die Darstellung in 7 mit weiteren Funktionseinheiten,
9 eine Ratsche oder auch Knarre mit einer Winkelmeßeinrichtung gemäß der Erfindung,
10 einen ersten Drehmomentschlüssel mit einer Winkelmeßeinrichtung gemäß der Erfindung,
11 einen zweiten Drehmomentschlüssel mit einer Winkelmeßeinrichtung gemäß der Erfindung und
12 den Drehmomentschlüssel gemäß 11 mit einer axial versetzten Winkelmeßeinrichtung.
1 zeigt in Draufsicht eine erfindungsgemäße Winkelmeßeinrichtung 10 mit einer LCD-Anzeige 12, einer gyroskopischen Meßeinheit 16 sowie einer Rechnereinheit 18. Diese stehen untereinander in kommunikationstechnischer Verbindung. Ferner ist eine Drucktaste 46 zu erkennen, die dafür vorgesehen ist, bei Betätigung den in der Anzeige 12 dargestellten Wert für den Verdrehwinkel auf Null zu setzen. Zur Energieversorgung der Winkelmeßeinrichtung 10 ist oberhalb und unterhalb der LCD-Anzeige 12 jeweils eine Batterie 22 angeordnet, die elektrisch verschaltet sind und die elektronischen Einheiten der Winkelmeßeinrichtung 10 mit elektrischer Energie versorgen.
2 zeigt die Winkelmeßeinrichtung 10 in einer Seitenansicht, wobei zu erkennen ist, daß die Winkelmeßeinrichtung 10 in einem Gehäuse 32 angeordnet ist.
Herausragend aus dem Gehäuse 32 ist die Drucktaste 46 zu erkennen. Unterhalb des Gehäuses 32 ist eine Adapterplatte 40 angeordnet, mit der die Winkelmeßeinrichtung 10 an beliebigen Gegenständen befestigt werden kann, deren Verdrehung es zu messen gilt. Der Befestigung am Gehäuse 32 gegenüberliegend weist die Adapterplatte 40 eine Schwalbenschwanzausnehmung 54 auf, an der im folgenden noch erläuterte, entsprechende Befestigungsmittel festlegbar sind. Hierzu weist das Befestigungsmittel eine entsprechende Ausformung auf, die sich seitlich in die Nut 54 einschieben läßt und damit die Winkelmeßeinrichtung 10 befestigt.
4 zeigt eine erste Ausgestaltung für eine Befestigung an einem runden Gegenstand, wobei in der Schwalbenschwanzausnehmung 54 eine entsprechende Ausformung eines Klemmsteins 34 eingeschoben ist. Der Klemmstein 34 weist eine V-förmige Vertiefung 56 auf, in die der runde Abschnitt des Gegenstands, an dem die Winkelmeßeinrichtung 10 festgelegt werden soll, eingeführt ist und sich aufgrund der V-Form zentriert. Gegenüberliegend ist ein weiterer Klemmstein 34 ohne Schwalbenschwanzausformung angeordnet, der ebenfalls eine V-förmige Vertiefung 56 aufweist. Die beiden Klemmsteine 34 werden mittels nicht näher dargestellter Schrauben aneinander festgelegt, so daß zugleich der runde Abschnitt des Gegenstands zwischen den beiden Klemmsteinen 34 festgeklemmt wird. Auf diese Weise wird die Winkelmeßeinrichtung 10 am Gegenstand festgelegt.
5 zeigt eine weitere Ausgestaltung für eine Befestigung, die an der Adapterplatte 40 festlegbar ist. Die Befestigung ist für die Festlegung an rechteckförmigen Abschnitten von Gegenständen vorgesehen. Hierzu weist die Befestigung ein Adapterteil 58 auf, welches ebenfalls eine schwalbenschwanzförmige Ausformung aufweist, die mit der Schwalbenschwanzausnehmung 54 der Adapterplatte 40 korrespondiert. Zu der Befestigung gehört ferner ein Befestigungsbügel 36, der zum Adapterteil 58 derart angeordnet ist, daß ein rechteckförmiger Abschnitt des Gegenstands umschlossen werden kann. Der Bügel 36 wird wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 ebenfalls mit mittels nicht näher dargestellter Schrauben am Adapterteil 58 festgelegt, wobei der Bügel 36 hinsichtlich seiner Abmessungen so gewählt ist, daß ebenfalls ein Klemmeffekt am rechteckförmigen Ab schnitt des Gegenstands erfolgt, wodurch die Winkelmeßeinrichtung 10 an diesem festgelegt ist.
6 zeigt eine weitere Ausgestaltung für eine Befestigung der Winkelmeßeinrichtung 10 an einem ovalen Abschnitt eines Gegenstands. Die Befestigung weist hierfür ein Adapterteil 60 auf, welches ebenfalls wieder eine Schwalbenschwanzausnehmung aufweist, die zu der Schwalbenschwanzausnehmung 54 korrespondiert. Auf diese Weise kann das Adapterteil 60 wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen an der Adapterplatte 40 festgelegt werden. Das Adapterteil 60 weist einen Einsatz 48 auf, der vorliegend in einer nicht näher bezeichneten Ausnehmung des Adapterteils 60 eingesetzt ist. Zwecks leichterer Montage ist der Einsatz 48 in einer nicht bezeichneten Ausnehmung des Adapterteils 60 eingeklebt. Der Einsatz 60 weist gegenstandsseitig eine Ausnehmung 62 auf, die an eine Kontur des Abschnitts des Gegenstands, an dem die Winkelmeßeinrichtung 10 festgelegt werden soll, angepaßt ist. Gegenüberliegend zum Einsatz 48 ist ein Befestigungsband 38 vorgesehen, welches am Adapterteil 60 endseitig festgelegt ist. Das Befestigungsband 38 umgreift den Abschnitt des Gegenstands, an dem die Winkelmeßeinrichtung 10 festgelegt werden soll, gegenüberliegend vom Einsatz 48, so daß zwischen dem Einsatz 48 und dem Befestigungsband 38 der Abschnitt des Gegenstands eingespannt werden kann. Vorzugsweise ist das Befestigungsband 38 elastisch ausgebildet und mit einer Länge gewählt, daß ein entsprechender Spanneffekt auftritt. Natürlich kann auch vorgesehen sein, daß das Befestigungsband 48 am Adapterteil 60 mittels einer Spannschraube oder weiteren Spannelementen gespannt wird, um eine dauerhaft feste Befestigung zu erreichen.
3 zeigt in einer vergrößerten Darstellung einen Ausschnitt aus dem Bereich der LCD-Anzeige 12 in vergrößerter Darstellung. Zu erkennen sind drei Tasten 24, 26, 28, mit denen eine Eingabe erfolgen kann. Hier können beispielsweise Einstellungen für die Winkelmeßeinrichtung 10 vorgenommen werden, Parameter aufgehoben und geändert werden. So kann beispielsweise die Einheit für die Winkelmessung von Grad auf Bogenmaß umgeschaltet werden. Die Tasten 26 und 28 sind dabei als Auswahltasten eines Menüs geschaltet, wohingegen die Taste 24 eine Eingabetaste darstellt.
Weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Winkelmeßeinrichtung 10 sind in 7 dargestellt. Zu erkennen ist, daß neben der LCD-Anzeige 12 zwei Leuchtdioden 42 angeordnet sind, mit denen das Erreichen vorgebbar eingestellter Grenzwerte angezeigt werden kann. Darüber hinaus ist im rechten Bereich unterhalb der Anzeige 12 ein Summer 44 angeordnet, der ebenfalls für das Erreichen von Grenzwerten oder bei Störungen entsprechende Signale abgibt. So kann mit einem Piepton die Einsatzbereitschaft quittiert werden, nachdem die Winkelmeßeinrichtung 10 eingeschaltet worden ist. Durch einen anderen Summerton kann beispielsweise das Austauschen der Batterien 22 angezeigt werden.
Weiterhin ist gehäuseseitig am oberen äußeren Rand eine Schnittstelle 64 zum Anschluß eines Rechners vorgesehen, die vorliegend als Schnittstelle für kabelgebundene, infrarotgebundene oder andere nicht transpondergebundene Übertragung ausgebildet ist.
Weitere Einzelheiten der Winkelmeßeinrichtung 10 gemäß der Erfindung sind in 8 dargestellt. In 8 ist zu ersehen, daß die Winkelmeßeinrichtung 10 über eine Nahfunkschnittstelle 30 verfügt, mit der sie ebenfalls in Kommunikationsverbindung treten kann, beispielsweise mit einem Laptop oder dergleichen. Ferner ist in 8 eine Speichereinheit 20 ersichtlich, die ebenfalls mit den zur 1 beschriebenen elektronischen Bauelementen in Kommunikationsverbindung steht. Die Speichereinheit 20 speichert Meßwerte und Betriebsdaten für die Winkelmeßeinrichtung 10. Weiterhin ist 8 eine Batterieanzeige 50 zu entnehmen, die den Zustand der Batterie optisch anzeigt. Diese wird vorliegend aktiviert, sobald der Energieinhalt der Batterien 22 einen vorgegebenen Wert unterschreitet.
9 verdeutlicht nun die Anwendung der Erfindung anhand einer Knarre oder Ratsche 15. Die Knarre oder Ratsche 15 weist einen Schaft 66 auf, der zwischen einem endseitigen Antrieb 68 und einer Handhabe 70 angeordnet ist. Am Schaft 66 ist die Winkelmeßeinrichtung 10 mit einer Befestigung gemäß 4 festgelegt.
11 und 12 zeigen eine weitere Ausgestaltung einer Festlegung an einem Drehmomentschlüssel 14, wobei in dieser Ausgestaltung vorgesehen ist, daß die Winkelmeßeinrichtung 10 zwischen der Handhabe 70 und dem Antrieb 68 am Schaft 66 verschiebbar angeordnet ist. Auf diese Weise kann die Winkelmeßein richtung 10 an einer ergonomischen günstigen Stelle angeordnet werden, um eine gute Ablesbarkeit erreichen zu können. Zu achten ist dabei lediglich darauf, daß eine Meßachse der Winkelmeßeinrichtung 10 im wesentlichen parallel zu einer Drehachse des Antriebs 68 ausgerichtet ist.
10 zeigt eine Ausgestaltung, bei der die Funktion der Winkelmeßeinrichtung 10 mit der Funktion des Drehmomentschlüssels 14 gekoppelt ist. Der Drehmomentschlüssel 14 weist in dieser Ausgestaltung eine Meldeeinheit auf, die das Erreichen eines vorgebbar eingestellten Drehmoments signalisiert. Vorliegend wird dies durch ein Klickgeräusch (siehe 10) erreicht. Die Winkelmeßeinrichtung 10 weist in dieser Ausführung einen Sensor 52 auf, der das Klickgeräusch des Drehmomentschlüssels 14 detektiert. Das detektierte Klickgeräusch löst bei der Winkelmeßeinrichtung gemäß dieser Ausgestaltung ein automatisches Nullstellen der LCD-Anzeige 12 sowie eine Aktivierung des Meßvorgangs aus, das heißt die Winkelmeßeinrichtung 10 wird in dieser Stellung auf Null gesetzt. Ein Weiterbetätigen des Drehmomentschlüssels führt nunmehr dazu, daß die Winkelmeßeinrichtung 10 eine Verdrehung mißt und auf der LCD-Anzeige 12 entsprechend anzeigt. Auf diese Weise kann beispielsweise die Befestigung einer Schraube, die nach Erreichen eines vorgebbaren Drehmoments noch um einen vorgebbaren Verdrehwinkel weiter angezogen werden muß, einfach und bequem sowie zuverlässig ausgeführt werden.
Natürlich kann auch vorgesehen sein, daß Meßdaten automatisch an einen externen Rechner, eine Zentrale oder dergleichen übermittelt werden. Auf diese Weise kann zugleich eine Qualitätskontrolle durchgeführt werden. Vorteilhaft ist dies beispielsweise bei der Montage von sensiblen Einrichtungen, Kraftfahrzeugen und dergleichen.
Das vorbeschriebene Ausführungsbeispiel dient lediglich der Erläuterung der Erfindung und ist für diese nicht beschränkend.

10: Winkelmeßeinrichtung
12: LCD-Anzeige
14: Drehmomentschlüssel
15: Knarre/Ratsche
16: gyroskopische Meßeinheit
18: Rechnereinheit
20: Speichereinheit
22: Batterie
24: Taste
26: Taste
28: Taste
30: Nahfunkschnittstelle
32: Gehäuse
34: Klemmstein
36: Befestigungsbügel
38: Befestigungsband
40: Adapterplatte
42: Leuchtdiode
44: Summer
46: Drucktaste
48: Einsatz
50: Batterieanzeige
52: Sensor
54: Schwalbenschwanzausnehmung
56: V-förmige Vertiefung
58: Adapterteil
60: Adapterteil
62: Ausnehmung
64: Schnittstelle
66: Schaft
68: Antrieb
70: Handhabe

Claims

Werkzeug geeignet für eine schwenkende und/oder drehende Arbeitsbewegung, insbesondere Schraubenschlüssel, Drehmomentschlüssel oder dergleichen, mit einem Betätigungselement (70), vorzugsweise einer Handhabe, mit einem mit dem Betätigungselement (70) verbundenen Arbeitselement (68) und mit einer Winkelmeßeinrichtung (10), die zumindest eine gyroskopische Meßeinheit (16) und zumindest eine Anzeigeeinheit (12) und/oder eine Meldeeinheit hat, wobei ein Verbindungselement (34, 36, 38, 40) vorgesehen ist, mit dem die Winkelmeßeinrichtung (10) mit dem Betätigungselement (70) und/oder dem Arbeitselement (68) verbunden ist, wobei die Verbindung zwischen dem Betätigungselement (70) und/oder dem Arbeitselement (68) lösbar ausgebildet ist, und wobei die Verbindung zwischen dem Betätigungselement (70) und/oder dem Arbeitselement (68) form- und/oder kraftschlüssig ausgebildet ist.
Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelmeßeinrichtung (10) verschiebbar und/oder verdrehbar am Werkzeug (14) angeordnet ist.
Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Mittel zur Arretierung der Winkelmeßeinrichtung (10) in einer vorgebbaren Position gegenüber dem Werkzeug (14).
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Betätigungselement (70) und/oder dem Arbeitselement (68) durch ein Verbindungselement gebildet ist.
Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement mit dem Betätigungselement (70) und/oder dem Arbeitselement (68) oder alternativ mit einem am Betätigungselement (70) und/oder am Arbeitselement (68) befestigten Träger verbunden ist.
Werkzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement eine Adapterfläche (40) aufweist.
Winkelmeßeinrichtung (10) bestehend aus zumindest einer gyroskopischen Meßeinheit (16), zumindest einer Anzeigeeinheit (12) und/oder zumindest einer Meldeeinheit sowie einem Verbindungselement, welches der mittelbaren oder unmittelbaren lösbaren Verbindung mit einem Werkzeug (14, 15) dient und für eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung der Winkelmeßeinrichtung (10) mit dem Werkzeug (14, 15) ausgebildet ist.
Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (32), in dem zumindest die gyroskopische Meßeinheit (16) und an dem zumindest ein Teil des Verbindungselements angeordnet ist.
Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement eine Adapterfläche (40) aufweist.
Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Adapterfläche (40) Befestigungsmittel (34, 36, 38) aufweist.
Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Adapterfläche (40) austauschbar ist.
Winkelmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (32) gegenüber der Adapterfläche (40) verdrehbar und/oder verschiebbar ist.
Winkelmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel (34, 36, 38) an der Adapterfläche (40) festlegbar sind.
Winkelmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel (34, 36, 38) lösbar mit der Adapterfläche (40) verbunden sind.
Winkelmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Adapterfläche (40) Arretiermittel zum Festlegen der Winkelmeßeinrichtung (10) in einer vorgebbaren Position am Werkzeug (14, 15) aufweist.