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Stand der Technik
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Die
Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschinenvorrichtung nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Es
sind bereits Handwerkzeugmaschinenvorrichtungen zur Erfassung eines
Drehmoments vorgeschlagen worden, die eine Sensoreinheit umfassen.
Die Sensoreinheit weist dabei eine Auswerteeinheit auf, die zur
Auswertung einer Stromkenngröße eines
Elektromotors vorgesehen ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschinenvorrichtung zur
Erfassung eines Drehmoments, mit zumindest einer Sensoreinheit.
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Es
wird vorgeschlagen, dass die Sensoreinheit dazu vorgesehen ist,
eine Verformungskenngröße zu erfassen.
In diesem Zusammenhang soll unter „vorgesehen” insbesondere
speziell ausgestattet und/oder speziell ausgelegt und/oder speziell
programmiert verstanden werden. Unter einer „Verformungskenngröße” soll hier
insbesondere eine Kenngröße einer
Verformung verstanden werden, die eine Änderung einer geometrischen
Form und/oder einer Abmessung eines Elements und/oder eines Bauteils charakterisiert,
wie beispielsweise eine Änderung
einer Breite und/oder einer Höhe
und/oder besonders vorteilhaft einer Länge des Elements und/oder des Bauteils.
Die Änderung
der geometrischen Form und/oder der Abmessung wird insbesondere
von mechanischen Spannungen hervorgerufen, die im Element und/oder
im Bauteil durch äußere Belastungen verursacht
werden. Vorzugsweise ist die Längenänderung
des Elements und/oder des Bauteils von einem Drehmoment zumindest
eines Getrie bebauteils einer Handwerkzeugmaschine, insbesondere
eines Akku-Schraubers, abhängig.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausgestaltung der
Handwerkzeugmaschinenvorrichtung kann konstruktiv einfach eine zuverlässige Erfassung
von Drehmomenten erreicht werden. Vorteilhafterweise kann eine Erfassung
von Drehmomenten, die unabhängig
von einer Stromkenngröße eines
Elektromotors einer Handwerkzeugmaschine und/oder eines Wirkungsgrads
einer Überlastkupplung
und somit insbesondere unabhängig
von Schwankungen eines Grenzstroms eines Elektromotors sind, erreicht
werden. Ferner kann mittels der Sensoreinheit, die zur Erfassung
von Drehmomenten vorgesehen ist, besonders vorteilhaft eine zuverlässige Drehmomentbegrenzung
einer Handwerkzeugmaschine erreicht werden. Hierbei können Bauteile
der Handwerkzeugmaschine vorteilhaft geschont werden.
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Des
Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Sensoreinheit zumindest ein
Sensorelement aufweist, dessen elektrischer Widerstandswert abhängig von
einer Verformung ist. Vorzugsweise ist das Sensorelement dazu vorgesehen,
ein die Verformungskenngröße repräsentierendes,
nichtelektrisches Messsignal zu ermitteln und/oder zu erfassen und
dieses Messsignal zur weiteren Bearbeitung in ein elektrisches Messsignal,
insbesondere in einen elektrischen Widerstandswert, umzuwandeln.
Hierbei kann das Sensorelement als Signalaufnehmer und/oder Signalgeber
und/oder Initiator und/oder Transmitter und/oder Detektor und/oder
Wandler ausgebildet sein. Es ist jedoch denkbar, das Sensorelement
in einer anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Art und
Weise auszubilden. Vorzugsweise wird die Verformung insbesondere
durch Kräfte
und/oder Momente, welche auf das Element und/oder das Bauteil einwirken
und/oder übertragen werden,
hervorgerufen.
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Mittels
des erfindungsgemäßen Sensorelements
kann vorteilhaft konstruktiv einfach eine kostengünstige und
präzise
Erfassung eines Drehmoments eines Getriebes, insbesondere eines
Planetengetriebes, in einer Handwerkzeugmaschine, insbesondere in
einem Akku-Schrauber, erreicht werden.
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Vorteilhafterweise
weist die Sensoreinheit zumindest ein Sensorelement auf, das als
Dehnungsmessstreifen (DMS) ausgebildet ist. Ein „Dehnungsmessstreifen (DMS)” definiert
hier insbesondere ein Element und/oder ein Bauteil, das dazu vorgesehen
ist, Verformungen zu ermitteln und/oder zu erfassen. Bevorzugt ist
der Dehnungsmess streifen (DMS) an einer der Verformung unterliegenden Oberfläche eines
Elements und/oder eines Bauteils angeordnet. Je nach Art der Anwendung
kann es vorteilhaft sein, mehrere Dehnungsmessstreifen (DMS) miteinander
zu kombinieren, so dass verschiedene Beanspruchungsarten ermittelt
werden können und/oder
eine Größe einer
Beanspruchung erfasst werden kann. Eine Funktionsweise des Dehnungsmessstreifens
(DMS) entspricht einer dem Fachmann bereits bekannten Funktionsweise.
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Vorzugsweise
sind die Dehnungsmessstreifen (DMS) zur Ermittlung und/oder zur
Erfassung von Längenänderungen
vorgesehen, wie beispielsweise durch mechanische Belastungen hervorgerufene Dehnungen
und/oder Stauchungen entlang zumindest einer Richtung eines Elements
und/oder eines Bauteils. Hierbei können vorteilhaft bereits geringe Verformungen
des Elements und/oder des Bauteils mittels des Dehnungsmessstreifens
(DMS) erfasst werden. Ferner kann vorteilhaft eine genaue Zuordnung
eines Drehmoments in einem Getriebe, insbesondere in einem Planetengetriebe,
einer Handwerkzeugmaschine zu einer Verformung des Elements und/oder
des Bauteils erzielt werden, so dass eine präzise Drehmomenterfassung des
Getriebes der Handwerkzeugmaschine erreicht werden kann.
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Des
Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Handwerkzeugmaschinenvorrichtung
ein Getriebegehäuse
mit einer Lagerstelle zur Aufnahme eines Verformungselements der
Sensoreinheit umfasst. Unter einer „Lagerstelle” soll hier
insbesondere eine Form und/oder eine Anordnung zumindest eines Teilbereichs
eines Elements und/oder eines Bauteils, insbesondere eines Teilbereichs
des Getriebegehäuses,
verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, ein weiteres Bauteil
zumindest teilweise aufzunehmen und/oder zu umgeben, so dass Freiheitsgrade,
insbesondere Translationsfreiheitsgrade und/oder Rotationsfreiheitsgrade,
des aufgenommenen und/oder umgebenen Bauteils eingeschränkt werden
können. Vorteilhafterweise
ist das Verformungselement mittels Schraubverbindungen mit der Lagerstelle
des Getriebegehäuses
verbunden. Es ist jedoch denkbar, das Verformungselement auf eine
andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Weise mit der Lagerstelle
zu verbinden. Der Begriff „Verformungselement” definiert
hier insbesondere ein Element, das eine Erfassung einer auf das
Element wirkenden Belastung, wie insbesondere einer Drehmomentkenngröße, mittels
einer Verformung seiner äußeren Form und/oder
seiner Abmessung, insbesondere einer im Wesentlichen elastischen
Längenänderung,
für ein Sensorelement
ermöglicht.
Das Verformungselement ist hierbei vorteilhaft aus Aluminium gebildet.
Es ist jedoch denkbar, das Verformungselement aus einem anderen,
dem Fachmann als sinnvoll er scheinenden Material zu fertigen. Mittels
der am Getriebegehäuse angeordneten
Lagerstelle zur Aufnahme des Verformungselements kann die Handwerkzeugmaschinenvorrichtung
besonders kompakt gehalten werden und zusätzlicher Bauraum für die Lagerstelle
kann vorteilhaft eingespart werden.
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Vorteilhafterweise
weist die Sensoreinheit zumindest ein Verformungselement auf, an
dem zumindest ein Sensorelement angeordnet ist. Vorzugsweise ist
das Sensorelement, insbesondere ein Dehnungsmessstreifen (DMS),
fest mit dem Verformungselement verbunden. Hierbei ist das Sensorelement
mit dem Verformungselement vorzugsweise verklebt. Es ist jedoch
denkbar, das Sensorelement auf eine andere, dem Fachmann als sinnvoll
erscheinende Art und Weise mit dem Verformungselement zu verbinden.
Das Verformungselement ist bevorzugt als Dehnbalken ausgebildet.
Es kann vorteilhaft eine Verformung, insbesondere eine Längenänderung, des
Verformungselements erfasst werden. Ferner können durch eine derartige Anordnung
des Verformungselements und des Sensorelements vorteilhaft Bauteile,
Bauraum, Montageaufwand und Kosten eingespart werden.
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Des
Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Handwerkzeugmaschinenvorrichtung
ein Getriebeelement und ein Übertragungselement
umfasst, das zur Übertragung
einer Drehmomentkenngröße auf ein
Verformungselement der Sensoreinheit mit dem Getriebeelement in
Wirkverbindung steht. Unter einer „Drehmomentkenngröße” soll hier
insbesondere eine Kenngröße verstanden
werden, die ein Drehmoment charakterisiert, wie insbesondere eine
Länge eines
Hebelarms und/oder besonders bevorzugt eine Kraft. Vorzugsweise
ist das Übertragungselement
direkt in einem Getriebe einer Handwerkzeugmaschine angeordnet.
Ferner umgibt das Übertragungselement
entlang zumindest einer Richtung im Wesentlichen das gesamte Getriebeelement.
Hierbei ist das Übertragungselement
derart mit dem Getriebeelement verbunden, dass eine Übertragung
von Kräften und/oder
Drehmomenten zwischen dem Übertragungselement
und dem Getriebeelement stattfinden kann. Vorzugsweise ist das Übertragungselement mittels
eines Pressverfahrens und/oder eines Schweißverfahrens und/oder einer
Verzahnung mit dem Getriebeelement verbunden. Es ist jedoch denkbar,
das Übertragungselement
auf eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Art und
Weise mit dem Getriebeelement zu verbinden. Mittels einer derartigen
Wirkverbindung des Übertragungselements
und dem Getriebeelement kann eine vorteilhafte Drehmomenterfassung,
insbesondere in einer Handwerkzeugmaschine, erreicht werden. Zudem kann
eine vorteilhafte, insbesondere Platz sparende Anordnung des Verformungsele ments
und/oder der Sensoreinheit zumindest teilweise in einem Getriebe erreicht
werden.
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Ferner
weist das Übertragungselement
einen Radialfortsatz auf, der dazu vorgesehen ist, zumindest eine
Kraft auf das Verformungselement zu übertragen. Hierbei ist der
Radialfortsatz durch eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung
mit dem Verformungselement verbunden. Vorteilhafterweise ist der
Radialfortsatz mittels einer Schraubverbindung mit dem Verformungselement
verbunden. Es ist jedoch denkbar, den Radialfortsatz auf eine andere, dem
Fachmann als sinnvoll erscheinende Art und Weise mit dem Verformungselement
zu verbinden. Vorzugsweise werden Belastungen des Getriebeelements über den
Radialfortsatz des Übertragungselements
auf das Verformungselement übertragen,
wobei das Verformungselement seine Form und/oder seine Abmessung ändert. Es
kann konstruktiv einfach eine Wirkverbindung zwischen dem Übertragungselement
und dem Verformungselement erreicht werden, so dass eine vorteilhafte
Drehmomenterfassung mittels des Verformungselements der Sensoreinheit
erreicht werden kann.
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Vorzugsweise
ist das Getriebeelement als Hohlrad ausgebildet. Das Hohlrad ist
in einem Getriebe, insbesondere in einem Planetengetriebe, als Gegenlager
für weitere
Zahnräder,
insbesondere Planetenräder,
vorgesehen, wobei sich die Zahnräder
auf dem Hohlrad abwälzen
und ein Drehmoment erzeugen und/oder übertragen. Somit können Drehmomente
vorteilhaft in unmittelbarer Umgebung eines Entstehungsorts der
Drehmomente erfasst werden.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass das Übertragungselement
im Wesentlichen ringförmig
ausgebildet ist. Hierdurch kann das als Hohlrad ausgebildete Getriebeelement
zumindest entlang einer Umfangsrichtung des ringförmigen Übertragungselements
im Wesentlichen vollständig
von dem Übertragungselement
umgeben werden. Es kann konstruktiv einfach eine Wirkverbindung
zwischen dem Übertragungselement
und dem Getriebeelement erreicht werden.
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Des
Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Handwerkzeugmaschinenvorrichtung
eine Elektronikeinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, erfasste Daten
der zumindest einen Sensoreinheit auszuwerten. Vorzugsweise umfasst
die Elektronikeinheit zumindest eine Recheneinheit, welche dazu
vorgesehen ist, durch den Dehnungsmessstreifen (DMS) ermittelte
und/oder erfasste Verformungskenngrößen des Verformungselements auszuwerten.
In diesem Zusammenhang soll unter einer „Recheneinheit” insbesondere
eine Einheit verstanden werden, die von einer Auswerteeinheit und/oder
einer Kontrolleinheit gebildet sein kann, wobei die Recheneinheit
sowohl von einem Prozessor allein als auch insbesondere von einem
Prozessor und weiteren Elektronikbauteilen, wie beispielsweise einem
Speichermittel, gebildet sein kann. Hierbei kann die Elektronikeinheit
bei einer erfassten Überschreitung
eines Grenzdrehmoments einer Getriebeeinheit eine elektrische Energiezuführung zu
einem Elektromotor der Handwerkzeugmaschine zumindest reduzieren
und/oder unterbrechen, so dass eine Drehmomentübertragung auf eine Werkzeugaufnahme
reduziert und/oder unterbrochen werden kann. Mittels der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschinenvorrichtung
können vorteilhaft
Bauteile, insbesondere Getriebebauteile einer Handwerkzeugmaschine
geschont werden.
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Des
Weiteren wird eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere ein Akku-Schrauber,
mit einer erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschinenvorrichtung
vorgeschlagen. In einem Getriebe der Handwerkzeugmaschine enthaltene
Bauteile können
hierbei vorteilhaft vor hohem Verschleiß geschützt werden, und es kann eine
lange Lebensdauer der Handwerkzeugmaschine erreicht werden.
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Zeichnung
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die
Ansprüche enthalten
zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale
zweckmäßigerweise auch
einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es
zeigen:
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1 eine
Handwerkzeugmaschine mit einer erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschinenvorrichtung
in einer schematischen Darstellung,
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2 die
erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschinenvorrichtung
in einem teilweise geöffneten
Getriebegehäuse
in einer schematischen Darstellung,
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3 die
erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschinenvorrichtung
in dem geschlossenen Getriebegehäuse
in einer schematischen Darstellung und
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4 eine
Elektronikeinheit der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschinenvorrichtung
in einer schematischen Darstellung.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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1 zeigt
eine als Akku-Schrauber 36 ausgebildete Handwerkzeugmaschine 38 mit
einer erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschinenvorrichtung 10 in
einer schematischen Darstellung. Der Akku-Schrauber 36 umfasst
ein mehrteiliges Gehäuse 40,
das die Handwerkzeugmaschinenvorrichtung 10, eine Getriebeeinheit 42 und
eine Motoreinheit 44 des Akku-Schraubers 36 umgibt.
Ferner umfasst der Akku-Schrauber 36 eine Werkzeugaufnahme 46,
in die ein Werkzeug (hier nicht näher dargestellt) einsetzbar
ist. Eine Haupterstreckungsrichtung 48 des Akku-Schraubers 36 erstreckt
sich von der Motoreinheit 44 in Richtung der Werkzeugaufnahme 46.
Am Gehäuse 40 ist
im Wesentlichen senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung 48 ein
Haupthandgriff 50 angeordnet, welcher zur Führung des
Akku-Schraubers 36 durch einen Bediener vorgesehen ist.
Der Haupthandgriff 50 ist einstückig mit dem Gehäuse 40 ausgebildet.
Am Haupthandgriff 50 ist eine als Akku-Pack 52 ausgebildete
Batterieeinheit 54 mittels einer Rastverbindung befestigt
und elektrisch mit dem Akku-Schrauber 36, insbesondere
mit der Motoreinheit 44, verbunden.
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Des
Weiteren umfasst der Akku-Schrauber 36 eine Eingabeeinheit 56,
mittels welcher ein im Betrieb des Akku-Schraubers 36 maximal übertragbares
Grenzdrehmoment von dem Bediener einstellbar ist. Die Eingabeeinheit 56 ist
hierbei elektronisch mit der Handwerkzeugmaschinenvorrichtung 10 verbunden.
In diesem Ausführungsbeispiel
ist die Eingabeeinheit 56 als manueller Stellring 58 ausgebildet.
Es ist jedoch denkbar, die Eingabeeinheit 56 auf eine andere,
dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Art und Weise auszubilden,
wie beispielsweise als elektronische Eingabeeinheit mit Tasten und/oder
mit einem Drehregler. Das Grenzdrehmoment kann beispielsweise im
Betrieb des Akku-Schraubers 36 eine vom Bediener gewünschte Einschraubtiefe
einer Schraube in ein Werkstück
ermöglichen.
Hierzu werden während
des Betriebs des Akku-Schraubers 36 erzeugte Drehmomente
erfasst. Sobald das erfasste Drehmoment das vom Bediener eingestellte
Grenzdrehmoment übersteigt,
wird eine Übertragung
des Drehmoments unterbrochen.
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2 zeigt
die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschinenvorrichtung 10 in
einem teilweise geöffneten
Getriebegehäuse 18 in
einer schematischen Darstellung. Die Handwerkzeugmaschinenvorrichtung 10 ist
zur Erfassung des Drehmoments vorgesehen. Hierzu umfasst die Handwerkzeugmaschinenvorrichtung 10 eine
Sensoreinheit 12, die dazu vorgesehen ist, eine Verformungskenngröße zu erfassen.
Prinzipiell ist eine Ausbildung der Handwerkzeugmaschinenvorrichtung 10 mit
mehr als einer Sensoreinheit 12 in einer alternativen Ausgestaltung
der Erfindung jederzeit denkbar. Bei einem Betrieb des Akku-Schraubers 36 wird
das Drehmoment mittels der Motoreinheit 44 erzeugt und über die
Getriebeeinheit 42 und eine Getriebeausgangswelle 60 an
die Werkzeugaufnahme 46 übertragen. Die Werkzeugaufnahme 46 überträgt das erzeugte
Drehmoment an das Werkzeug, welches anhand des Drehmoments eine
Rotationsbewegung um eine Rotationsachse 62 der Getriebeausgangswelle 60 ausführt. Hierbei
werden entsprechende Reaktionskräfte und/oder
Reaktionsdrehmomente an Bauteile der Getriebeeinheit 42 übertragen,
die sich aufgrund der Reaktionskräfte und/oder Reaktionsdrehmomente
im Wesentlichen elastisch, geringfügig verformen, jedoch eine
Funktionsweise des Akku-Schraubers 36 weiterhin gewährleisten.
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Im
Betrieb des Akku-Schraubers 36 besteht ein Zusammenhang
zwischen einer Größe und/oder einer
Art der Verformung und dem die Verformung hervorrufenden Drehmoment.
Dieser Zusammenhang ermöglicht
es, das Drehmoment einer Verformungskenngröße, wie einer Längenänderung,
zuzuordnen und anhand der Längenänderung
ein momentan wirkendes, der Längenänderung
entsprechendes Drehmoment zu ermitteln und/oder zu erfassen. Hierzu
weist die Sensoreinheit 12 zwei Sensorelemente 14 auf,
deren elektrische Widerstandswerte abhängig von einer Verformung sind.
Die zwei Sensorelemente 14 der Sensoreinheit 12 sind
als Dehnungsmessstreifen (DMS) 16 ausgebildet, so dass
bereits geringe Verformungen erfasst werden können.
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Des
Weiteren weist die Sensoreinheit 12 ein Verformungselement 22 auf,
an dem die zwei Dehnungsmessstreifen (DMS) 16 angeordnet
sind. Hierbei ist das Verformungselement 22 als Dehnbalken 64 ausgebildet.
Die zwei Dehnungsmessstreifen (DMS) 16 sind durch eine
Klebeverbindung mit dem Dehnbalken 64 verbunden. Es ist
jedoch denkbar, die Dehnungsmessstreifen (DMS) 16 auf eine
andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Art und Weise zu
verbinden. Je nach Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschinenvorrichtung 10 kann
es vorteilhaft sein, mehr als zwei Dehnungsmessstreifen (DMS) 16 an
dem Dehnbalken 64 anzuordnen, so dass eine sinnvolle Erfassung von
Verformungen, insbesondere von Längenänderungen,
des Dehnbalkens 64 erreicht werden kann.
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Die
als Planetengetriebe 66 ausgebildete Getriebeeinheit 42 des
Akku-Schraubers 36 ist in dem Getriebegehäuse 18 angeordnet,
das von der Handwerkzeugmaschinenvorrichtung 10 umfasst
ist. Das Getriebegehäuse 18 ist
im Wesentlichen zylinderförmig
ausgebildet, wobei eine kreisförmige
Ausnehmung 68 entlang der Rotationsachse 62 durch das
Getriebegehäuse 18 verläuft. In
dieser kreisförmigen
Ausnehmung 68 ist das Planetengetriebe 66 angeordnet.
Das Getriebegehäuse 18 umgibt
hierbei das Planetengetriebe 66 entlang einer Rotationsrichtung 70 der
Getriebeausgangswelle 60. Es ist jedoch denkbar, das Getriebegehäuse 18 in
einer anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Form auszuführen, so
dass die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschinenvorrichtung 10 uneingeschränkt in ihrer
Funktion ist.
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Ferner
weist das Getriebegehäuse 18 eine Lagerstelle 20 zur
Aufnahme des Dehnbalkens 64 der Sensoreinheit 12 auf.
Die Lagerstelle 20 ist zumindest teilweise von zwei Fortsätzen 72 des
Getriebegehäuses 18 gebildet.
Es ist jedoch denkbar, mehr als zwei Fortsätze 72 an dem Getriebegehäuse 18 vorzusehen.
Hierbei weisen die Fortsätze 72 jeweils eine
Querschnittsfläche 86 auf,
die senkrecht zur Rotationsachse 62 verläuft. Die
Querschnittsfläche 86 wird
durch eine erste und eine zweite Seite 88, 90, die
senkrecht zueinander angeordnet sind, und einen Teilkreisbogen 92 begrenzt,
wobei voneinander abgewandte Endbereiche der beiden Seiten mittels
des Teilkreisbogens 92 verbunden sind. Die erste und die zweite
Seite 88, 90 bilden eine Außenseite des Getriebegehäuses 18.
Zudem sind die ersten Seiten 88 der Querschnittsflächen 86 der
Fortsätze 72 an
sich gegenüberliegenden
Seiten des Getriebegehäuses 18 parallel
zueinander angeordnet. Die sich gegenüberliegenden ersten Seiten 88 der
Querschnittsflächen 86 verlaufen
jeweils parallel zu einer Tangentialrichtung 74 des zylinderförmigen Getriebegehäuses 18.
Hierbei erstreckt sich die Lagerstelle 20 im Wesentlichen
senkrecht zur Rotationsachse 62 der Getriebeausgangswelle 60 und
im Wesentlichen senkrecht zu den ersten Seiten 88 der Querschnittsfläche 86 der
Fortsätze 72.
Ferner ist die Lagerstelle 20 an einer Außenseite
des Getriebegehäuses 18 angeordnet.
Die Lagerstelle 20 weist zwei Teilbereiche 24, 26 auf,
die mittels einer Ausnehmung räumlich
entlang einer Erstreckung der zweiten Seite 90 der Querschnittsfläche 86 voneinander
beabstandet angeordnet sind. Die Ausnehmung erstreckt sich im Wesentlichen
senkrecht zur Rotationsachse 62 und jeweils parallel zu
den ersten Seiten 88 der Querschnittsflächen 86 (2 und 3).
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Es
ist jedoch denkbar, die Lagerstelle 20 in Ausnehmungen
in den Fortsätzen 72 anzuordnen,
so dass die Lagerstelle 20 innerhalb einer maximalen Abmessung
des zylinderförmigen
Getriebegehäuses 18 angeordnet
wäre. Ferner
könnten
die Ausnehmungen im Wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse 62 der
Getriebeausgangswelle 60 und im Wesentlichen senkrecht
zu beiden Fortsätzen 72 verlaufen.
Die Ausnehmungen könnten
derart ausgebildet sein, dass zumindest jeweils ein Randbereich
des Dehnbalkens 64 in der entsprechenden Ausnehmung aufgenommen
wird (hier nicht näher
dargestellt).
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Der
Dehnbalken 64 ist außerhalb
der maximalen Abmessung, insbesondere einer maximalen Radialabmessung,
des zylinderförmigen
Getriebegehäuses 18 an
der Außenseite
des Getriebegehäuses 18 angeordnet
und mittels zwei Schrauben (hier nicht näher dargestellt) mit der Lagerstelle 20 verbunden. Der
Dehnbalken 64 ist hierbei jeweils mit einer Schraube mit
jeweils einem der Teilbereiche 24, 26 verbunden.
Die maximale Abmessung des Getriebegehäuses 18 verläuft im Wesentlichen
senkrecht zur Rotationsachse 62 der Getriebeausgangswelle 60. Ferner
umfasst die Handwerkzeugmaschinenvorrichtung 10 ein Getriebeelement 28 und
ein Übertragungselement 30,
das zur Übertragung
der Drehmomentkenngröße auf den
Dehnbalken 64 der Sensoreinheit 12 mit dem Getriebeelement 28 in
Wirkverbindung steht. Das Getriebeelement 28 ist als Hohlrad 32 ausgebildet.
Das Übertragungselement 30 ist
im Wesentlichen ringförmig
ausgebildet und umgibt das Hohlrad 32 entlang der Rotationsrichtung 70 der
Getriebeausgangswelle 60. Zudem ist das Übertragungselement 30 durch
ein Pressverfahren fest mit dem Hohlrad 32 verbunden. Es
ist jedoch denkbar, das Übertragungselement 30 auf
eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Art und Weise mit
dem Hohlrad 32 zu verbinden, wie beispielsweise mittels
einer Verzahnung. In einer alternativen Ausgestaltung der Handwerkzeugmaschinenvorrichtung 10 ist
es jedoch denkbar, das Übertragungselement 30 einstückig mit
dem Hohlrad 32 auszubilden, so dass das Hohlrad 32 in
direkter Wirkverbindung mit dem Dehnbalken 64 stehen würde.
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In
einem Innenbereich 76 des Hohlrads 32 wälzen sich
mehrere Planetenräder
(hier nicht näher dargestellt)
ab und treiben somit die Getriebeausgangswelle 60 mittels
eines erzeugten Drehmoments an. Die Funktionsweise des Planetengetriebes 66 entspricht
einer dem Fachmann bereits bekannten Funktionsweise. Die im Planetengetriebe 66 erzeugten
Drehmomente erzeugen nach dem Prinzip „actio = reactio” an dem
Hohlrad 32 Reaktionskräfte und/oder
Reaktionsdrehmomente. Mittels der Wirkverbin dung zwischen dem Übertragungselement 30 und
dem Hohlrad 32 können
diese Reaktionskräfte und/oder
Reaktionsdrehmomente von dem Hohlrad 32 auf das Übertragungselement 30 übertragen
werden. Das Übertragungselement 30 und
das Hohlrad 32 werden durch die Reaktionskräfte und/oder
Reaktionsmomente entlang der Rotationsrichtung 70 im Getriebegehäuse 18 bewegt.
Die Reaktionskräfte und/oder
die Reaktionsdrehmomente erzeugen hierbei die Drehmomentkenngröße, die
von einer Kenngröße einer
Kraft gebildet ist, wobei die Kraft von dem Übertragungselement 30 an
den Dehnbalken 64 übertragen
wird. Die Drehmomentkenngröße, insbesondere
die durch die Reaktionskräfte
und/oder Reaktionsdrehmomente erzeugte Kraft, wirkt im Wesentlichen
parallel zu einer mittels einer Krafteinwirkung resultierenden Längenausdehnung
des Dehnbalkens 64.
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Zur Übertragung
der Drehmomentkenngröße, insbesondere
der Kraft, auf den Dehnbalken 64 weist das Übertragungselement 30 einen
Radialfortsatz 78 auf, der im Wesentlichen parallel zu
den zwei Fortsätzen 72 des
Getriebegehäuses 18 und
im Wesentlichen parallel zu einer Radialrichtung des ringförmigen Übertragungselements 30 verläuft. Hierbei ist
der Radialfortsatz 78 einstückig mit dem Übertragungselement 30 ausgebildet.
Der Radialfortsatz 78 ist mittels einer Schraubverbindung
(hier nicht näher dargestellt)
mit dem Dehnbalken 64 verbunden. Ferner ist der Radialfortsatz 78 räumlich mit
Spiel zwischen den zwei Teilbereichen 24, 26 der
Lagerstelle 20 angeordnet, so dass der Radialfortsatz 78 eine Bewegungsfreiheit
entlang der Rotationsrichtung 70 zwischen den Teilbereichen 24, 26 aufweist.
Die Bewegungsfreiheit wird im Wesentlichen durch die Ausnehmung
zwischen den Teilbereichen 24, 26, einer Breite
des Radialfortsatzes 78 und der Schraubverbindung zwischen
dem Radialfortsatz 78 und dem Dehnbalken 64 begrenzt.
Die Breite des Radialfortsatzes 78 erstreckt sich im Wesentlichen
parallel zu den zweiten Seiten 90 der Querschnittsflächen 86 der
Fortsätze 72.
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Der
Radialfortsatz 78 wird mittels einer durch die Reaktionskräfte und/oder
Reaktionsmomente hervorgerufene Bewegung des Übertragungselements 30 und
des Hohlrads 32 entlang der Rotationsrichtung 70 ebenfalls
entlang der Rotationsrichtung 70 bewegt. Hierbei entsteht
mittels der Schraubverbindung zwischen dem Radialfortsatz 78 und
dem Dehnbalken 64 ein Kraftfluss zwischen dem Radialfortsatz 78 und
dem Dehnbalken 64. Der Dehnbalken 64 wird anhand
der durch den Kraftfluss übertragenen
Kraft gedehnt und/oder gestaucht. Die übertragene Kraft bildet somit
die Drehmomentkenngröße, die
eine als Längenänderung
ausgebildete Verformung des Dehnbalkens 64 bewirkt. Diese
Längenänderung
wird als Verformungskenngröße des Dehnbalkens 64 mittels
der zwei Dehnungsmessstreifen (DMS) 16 erfasst. Hierbei ändert sich
der Widerstandswert der zwei Dehnungsmessstreifen (DMS) 16 in
Abhängigkeit
der Längenänderung
des Dehnbalkens 64.
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Des
Weiteren umfasst die Handwerkzeugmaschinenvorrichtung 10 eine
Elektronikeinheit 34, die dazu vorgesehen ist, erfasste
Daten der Sensoreinheit 12 auszuwerten. Die Elektronikeinheit 34 wertet
im Betrieb der Handwerkzeugmaschine 38 die mittels der
zwei Dehnungsmessstreifen (DMS) 16 erfasste Längenänderung
des Dehnbalkens 64 aus. Hierzu wird mittels einer Recheneinheit 80 der
Elektronikeinheit 34 die Änderung des Widerstandswerts der
zwei Dehnungsmessstreifen (DMS) 16 ausgewertet und anhand
eines Vergleichswerts einem entsprechenden Drehmoment zugeordnet.
Die Vergleichswerte sind hierbei in einem Speichermittel 82 der
Elektronikeinheit 34 hinterlegt bzw. gespeichert, auf den
die Recheneinheit 80 permanent während des Betriebs des Akku-Schraubers 36 zugreift,
so dass ein erfasstes Drehmoment kontinuierlich mit den gespeicherten
Vergleichswerten verglichen wird (4).
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Die
Elektronikeinheit 34 der Handwerkzeugmaschinenvorrichtung 10 ist
elektronisch mit einer Steuereinheit 84 des Akku-Schraubers 36 verbunden,
so dass zwischen der Elektronikeinheit 34 und der Steuereinheit 84 ein
Austausch von Daten und/oder Befehlen stattfinden kann. Wird anhand
der Auswertung ein Drehmoment ermittelt, welches das vom Bediener
eingestellte Grenzdrehmoment übersteigt,
wird mittels des Austauschs von Daten und/oder Befehlen eine Stromzufuhr
der Motoreinheit 44 während
des Betriebs des Akku-Schraubers 36 selbsttätig durch
die Steuereinheit 84 unterbrochen, so dass eine Übertragung
eines Drehmoments ebenfalls unterbrochen ist und/oder reduziert
wird.