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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen und Kalibrieren von Kraftschraubern auf ein vorbestimmtes Anzugsmoment nach Oberbegriff des Hauptanspruchs.
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Derartige Vorrichtungen sind bekannt. Mit ihnen werden vornehmlich Kraftschrauber, wie z. B. Druckluft- oder Elektroschrauber, überprüft, die für den Zusammenbau von Serienprodukten, wie z. B. Kraftfahrzeuge oder Teile von Kraftfahrzeugen, vorgesehen sind. Eine von zahlreichen Qualitätsanforderungen in der Serienproduktion besteht darin, dass Schraubverbindungen an solchen Produkten stets mit einem vorgegebenen, zuverlässig reproduzierbaren Anzugsmoment festgezogen werden müssen. Mit einer in Rede stehenden Vorrichtung können Kraftschrauber in regelmäßigen Abständen oder nach erfolgter Wartung gegenüber vorgegebenen Sollwerten auf ihre Genauigkeit und Wiederholbarkeit vorbestimmter Anzugsmomente hin geprüft werden.
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Derartige Vorrichtungen weisen im Wesentlichen eine Kupplung für den Abtrieb des Kraftschraubers auf, die mittels einer Welle mit einer ansteuerbaren Bremsvorrichtung verbunden ist. Die Bremsvorrichtung kann beispielsweise durch eine Steuereinrichtung, welche mit einem Rechner verbunden ist, angesteuert werden. Bei einer Prüfung wird die Welle mit der Bremsvorrichtung mit gesteuert zunehmender Bremskraft gebremst, wodurch der Widerstand einer realen Schraubverbindung gegen das Festdrehen simuliert wird. Der Kraftschrauber kann dabei beispielsweise in einer Haltevorrichtung eingespannt sein. Eine Sensoreinheit erfasst die mechanischen Größen, die entsprechend den zwischen der Kupplung und der Bremse übertragenen Drehmomenten auftreten. So kann das bis zum Stillstand der Welle erreichte maximale Drehmoment und der erreichte Drehwinkel erfasst und z. B. in einem Rechner, bzw. Auswertegerät gespeichert und abgelesen werden. Eine Steuereinrichtung mit Mikrocomputer kann beispielsweise die Beaufschlagung der Bremseinrichtung so steuern, dass verschiedene Schraubfälle, z. B. harte oder weiche Schraubverbindungen, simuliert werden können.
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Die Reproduzierbarkeit der erfassten Werte hängt vom Schraubfall, sowie von der Motordrehzahl des jeweiligen Kraftschraubers ab. Diese haben einen Einfluss auf die Anziehzeit, auf den zeitlichen Drehmomentanstieg und auf das letztlich erreichte Anzugsmoment. Je nach Zeitspanne bis zum Erreichen des so genannten Fügemoments einer Schraubverbindung, wenn also der Kopf einer Schraube zur Anlage gekommen ist, üben die beteiligten Massen der besagten Vorrichtung, insbesondere ihre Bremsvorrichtung, einen mehr oder minder verfälschenden Einfluss auf den Messvorgang und das Prüfergebnis aus.
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Dieser Sachverhalt geht beispielsweise aus der
DE 196 15 771 U1 hervor. Der dort beschriebenen Vorrichtung liegt das technische Problem zugrunde, den Einfluss der Massenträgheit der dort vorgesehenen Bremsvorrichtung, insbesondere einer elektromagnetischen Bremse, zu vermindern oder gar auszuschließen. Hierbei soll eine Erhöhung der Prüfgenauigkeit erreicht werden, indem zwischen der Welle und der Bremsvorrichtung eine schaltbare Kupplung zu deren beiderseitigen Verbindung vorgesehen ist und indem die mit der Bremsvorrichtung in Verbindung stehende Kupplungshälfte der Kupplung vor dem Einrücken motorisch auf die Drehzahl des Abtriebs des Kraftschraubers bringbar ist.
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Die
DE 33 05 457 A1 beschreibt eine in Rede stehende Vorrichtung, bei welcher während einer Bremsung der Welle sowohl das Drehmoment an der Welle als auch der Drehwinkel der Welle wiederholt oder kontinuierlich gemessen und gemeinsam ausgewertet werden. Als Bremsvorrichtung wird dort eine elektromagnetische Bremsvorrichtung vorgesehen, die berührungslos und trägheitsfrei arbeiten soll. Zur Anpassung an unterschiedlich rasch ablaufende Prüffälle kann eine Kombination von zwei Bremsvorrichtungen unterschiedlichen Typs, z. B. Elektromagnetbremsen und Magnetpulverbremsen, vorgesehen sein.
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Die
DE 101 63 287 A1 stellt eine Weiterentwicklung der
DE 33 05 457 A1 dar. Hierbei soll die dort angegebene Vorrichtung derart weiterentwickelt werden, dass auch die Prüfung von streckgrenzgesteuerten Kraftschraubern möglich wird. Dort sind in einem Ausführungsbeispiel zwei berührungslos wirkende Bremsen unterschiedlichen Typs, nämlich eine Magnetpulverbremse und eine Elektromagnetbremse, vorgesehen.
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Die
DE 697 26 430 T2 beschreibt eine besagte Vorrichtung mit regelbarer Leistung. Die dortige Bremsvorrichtung weist eine Bremsschuhanordnung auf, die durch eine elektrohydraulische oder elektropneumatische Einrichtung betätigbar und so angeordnet ist, dass sie im Betrieb direkt auf die Außenumfangsfläche der dortigen Welle wirkt, um ein Reibungsdrehmoment darauf auszuüben. Dabei soll die Welle ein Trägheitsmoment von weniger als 10
–4 kg/m
2 aufweisen. Allerdings sind derartige Bremsvorrichtungen verschleißbehaftet und sollen daher für die hier vorgestellte Vorrichtung nicht berücksichtigt werden.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine besagte Vorrichtung mit einer verschleißfreien Bremsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, wobei die Bremsvorrichtung eine nicht trägheitsfreie Bremsvorrichtung sein kann und dabei dennoch das Massenträgheitsmoment der Vorrichtung in einfacher Weise verringert wird.
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Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs.
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Erfindungsgemäß ist für die Bremsvorrichtung eine elektromagnetische Bremse vorgesehen, deren Rotor die Form eines Hohlzylinders aufweist.
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Im Vergleich zu einer beispielsweise baugleichen Vollwelle mit gleichen Außenabmessungen und aus gleichem Material, weist der erfindungsgemäße Hohlzylinder eine höhere Starrheit bei kleinerer Masse auf. Eine Simulation von verschiedenen Schraubfällen kann daher mit einer viel höheren Dynamik erfolgen, wobei das Massenträgheitsmoment der Hohlwelle dabei vernachlässigbar klein ausfällt, sodass kein nennenswerter verfälschender Masseeinfluss auf den Messvorgang und das jeweilige Prüfungsergebnis zu verzeichnen ist.
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Mit der Erfindung wird ein aussagekräftiges Prüfungsergebnis für verschiedenste Schraubfälle erreicht, ohne dass hierfür Einrichtungen vorgesehen werden müssen, die zunächst die Drehzahl des Kraftschraubers und die Drehzahl der Welle, bzw. des Hohlzylinders, aneinander angleichen, bevor eine aussagekräftige Prüfung erfolgen kann. Für ein aussagekräftiges Prüfungsergebnis reicht eine Bremsvorrichtung in Form einer einzigen erfindungsgemäßen elektromagnetischen Bremse völlig aus. Der Hohlzylinder kann beispielsweise an einer seiner Stirnseiten die Sensoreinheit zur Erfassung der zwischen der Kupplung und der Bremse auftretenden mechanischen Größen aufweisen, und somit als Messwelle fungieren. Abgesehen von der Kupplung und von einer Lagerung für den Hohlzylinder kann dieser das einzige rotierende Teil der Vorrichtung sein, wobei es durchaus denkbar ist, dass die Kupplung ein integraler Bestandteil des Hohlzylinders ist.
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Durch die erfindungsgemäße Ausführung der Vorrichtung wird ihr Massenträgheitsmoment in besonders einfacher Weise verringert.
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Zur Beaufschlagung der elektromagnetischen Bremse ist vorzugsweise ein Stromregler vorgesehen. Mit dieser Maßnahme kann das jeweils angestrebte Bremsmoment der elektromagnetischen Bremse über den Strom eingestellt werden. Der Stromregler kann beispielsweise Bestandteil einer digitalen Regeleinrichtung mit Mikrocomputer sein. Im Speicher des Mikrocomputers können beispielsweise Regelalgorithmen für einen gewünschten zu prüfenden Schraubfall abgelegt sein. Entsprechend eines gewählten Regelalgorithmus für einen bestimmten Schraubfall kann das Bremsmoment über den Stromregler beeinflusst werden.
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Der Hohlzylinder weist einen äußeren und einen inneren Durchmesser auf. Vorzugsweise beträgt das Durchmesserverhältnis zwischen dem äußeren und dem inneren Durchmesser höchstens 1,25.
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Im Hinblick auf ein erfindungsgemäß erreichtes geringes Massenträgheitsmoment des Hohlzylinders wird durch diese Maßnahme sichergestellt, dass der Hohlzylinder eine möglichst dünnwandige und damit besonders leichte Ausführungsform erhält. Darüber hinaus bietet das vorgeschlagene Durchmesserverhältnis aber dennoch genügend großen Spielraum, um den Hohlzylinder gegenüber Betriebsbeanspruchungen ausreichend stabil zu halten. Hierbei kann im Besonderen grundsätzlich von einem einachsigen Spannungszustand am Hohlzyllinder ausgegangen werden, da die Gewichtskraft des Hohlzylinders aufgrund seiner erfindungsgemäß geringen Masse vernachlässigbar klein ausfällt.
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Der Hohlzylinder kann beispielsweise eine glockenartige Form aufweisen und ein- oder mehrstückig ausgebildet sein.
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Vorzugsweise wird der Hohlzylinder aus einem Abschnitt eines endlos herstellbaren Rohrs gebildet. Mit dieser Maßnahme kann der Hohlzylinder und letztendlich die Vorrichtung selbst unter einem besonders geringen Aufwand produziert werden. Zudem kann der Hohlzylinder so auch leicht als Hohlwelle ausgebildet werden, wie sie z. B. bei Arbeitsspindeln von Dreh- und Fräsmaschinen oder bei Gelenkwellen zum Einsatz kommt, um durch eine Rohrausführung eine hohe Starrheit bei möglichst kleiner Masse zu bieten.
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Vorzugsweise ist der Hohlzylinder endseitig mit jeweils einem Deckel verschlossen und mit diesem fest verbunden. Zur Bildung eines glockenförmigen Hohlzylinders ist es auch denkbar, dass dieser mit nur einem Deckel verschlossen ist und an einem seiner Enden offen bleibt.
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Vorzugsweise ist die Materialdicke des jeweiligen Deckels höchstens so groß wie die Materialdicke des Hohlzylinders. Hierdurch können die Vorzüge des oben beschriebenen Durchmesserverhältnisses insbesondere im Hinblick auf eine möglichst geringe Materialdicke bei genügend großer Beanspruchbarkeit, auf die Ausführungsform des Deckels vorteilhaft übertragen werden. So können die Deckel beispielsweise mit dem Hohlzylinder verschweißt werden, wobei die Nahtdicke der jeweiligen Schweißnaht der Materialdicke der Deckel und des Hohlzylinders entsprechen kann. Auch eine Klebeverbindung ist denkbar.
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Zur Übertragung des Drehmoments zwischen der Kupplung und der elektromagnetischen Bremse wird vorgeschlagen, dass zumindest an einem Deckel ein äußerer Anschlusszapfen vorgesehen wird, über welchen die Kupplung mit dem Hohlzylinder verbindbar ist. An dem Anschlusszapfen kann beispielsweise die Welle, welche die Sensoreinheit zur Erfassung des zwischen der Kupplung und der elektromagnetischen Bremse übertragenen Drehmoments aufweisen kann, anschließbar sein. Auch ist es denkbar, dass am Anschlusszapfen selbst die Sensoreinheit vorgesehen ist und dieser sozusagen als Messwelle fungiert. In diesem Fall ist vorzugsweise die Kupplung direkt am Anschlusszapfen anschließbar oder endseitig am Anschlusszapfen integriert, z. B. als komplementäre Bohrung für einen Steckschlüsselaufsatz an einem zu prüfenden Kraftschrauber. Demzufolge kann auch eine endseitig am Anschlusszapfen, bzw. an der Welle, befestigungsfähige Kupplung als Anschlussstück für einen am Kraftschrauber vorgesehenen Steckschlüsselaufsatz ausgebildet sein.
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Vorzugsweise beinhaltet die Sensoreinheit zumindest einen Dehnungsmessstreifen, der an der Welle bzw. am Anschlusszapfen des Hohlzylinders angeordnet ist. Wie bereits oben erwähnt, kann im vorliegenden Fall der Erfindung von einem einachsigen Spannungszustand, nämlich von einer reinen Torsionsbeanspruchung, ausgegangen werden. Zu diesem Zweck sind ein oder mehrere Dehnungsmessstreifen zur Erfassung der Torsion unter einem Winkel von 45° zur Längsachse der Welle, bzw. des Anschlusszapfens, appliziert.
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Mit der Vorrichtung sind zwar Anzugsmomente von mehr als 600 Nm prüf- und kalibrierbar, jedoch soll für eine optimale Belastbarkeit bei gleichzeitig besonders dünnwandiger Ausführungsform des Hohlzylinders von Anzugsmomenten von höchstens 600 Nm ausgegangen werden, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung prüf- und kalibrierbar sind.
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Insbesondere für Anzugsmomente bis zu einer Höchstgrenze von 600 Nm wird vorgeschlagen, dass der Hohlzylinder und der Stator der elektromagnetischen Bremse aus einem Material bestehen, welches bei einem Anzugsmoment bis zu 600 Nm eine Sättigungsgrenze von mindestens 1,5 Tesla bis zu 3,25 Tesla besitzt.
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Für einen Wert bis zu etwa 1,5 Tesla kann Stahl als Material ausreichend sein. Für einen Wert von bis zu 3,25 Tesla wird vorzugsweise Siliziumstahl, welcher auch als Elektrostahl bekannt ist, als Material vorgeschlagen. Mit dem Einsatz von Silizium- bzw. Elektrostahl können Wirbelströme während des Betriebs der elektromagnetischen Bremse verringert werden, was zu einer erhöhten elektrischen Leistung derselben führt.
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Die elektromagnetische Bremse kann von der Bauart einer bürstenlosen Asynchronbremse sein. Mit einer derartigen Bauart kann zur Drehzahlregelung die momentane Lage und Größe des magnetischen Feldes der elektromagnetischen Bremse ermittelt und die Ständerströme so gesteuert werden, dass das Drehmoment der elektromagnetischen Bremse weitestgehend unabhängig von deren Drehzahl gewählt werden kann. Als Grundlage hierfür kann die so genannte feldorientierte Regelung in Betracht gezogen werden.
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Darüber hinaus kann die elektromagnetische Bremse auch von der Bauart einer Gleichstrombremse sein.
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Wird für die elektromagnetische Bremse ein Kondensator vorgesehen, so kann diese z. B. leicht für den Einsatz an einem Einphasennetz ausgerüstet werden. So kann die erfindungsgemäße Vorrichtung z. B. für den Anschluss an einem Einphasennetz von 230 V und z. B. 50 Hz vorgesehen werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es zeigt:
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1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in vereinfachter Darstellung Sofern im Folgenden nichts anderes gesagt ist, gilt die folgende Beschreibung stets für die gezeigte Figur.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Prüfen und Kalibrieren von Kraftschraubern 2 auf ein vorbestimmtes Anzugsmoment. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Kraftschrauber 2 ein Druckluftschrauber. Zweckmäßigerweise ist der Kraftschrauber 2 daher an einem Druckluftversorgungssystem angeschlossen. Das Anzugsmoment des Kraftschraubers 2 ist durch einen Einstellknopf 14 am Kraftschrauber 2 einstellbar. Der Kraftschrauber 2 ist für den Zusammenbau von Serienprodukten, wie z. B. Kraftfahrzeugen, vorgesehen. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 wird überprüft, ob Schraubverbindungen mit dem Kraftschrauber 2 stets mit dem jeweils eingestellten Anzugsmoment in zuverlässiger und reproduzierbarer Weise festgezogen werden. Das jeweils eingestellte Anzugsmoment wird mit der Vorrichtung 1 auf Genauigkeit und Wiederholbarkeit hin geprüft.
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Die Vorrichtung 1 weist hierzu eine Kupplung 3 für den Abtrieb des Kraftschraubers 2 auf. Am Abtrieb des Kraftschraubers 2 ist ein Steckschlüsselaufsatz aufgesetzt. Der Steckschlüsselaufsatz ist für die Übertragung des Anzugsmoments in einer stirnseitigen Bohrung der Kupplung 3 formschlüssig einsteckbar. Die Kupplung 3 ist mittels einer Welle 4 mit einer ansteuerbaren elektromagnetischen Bremse 5 verbunden. Die Welle 4 weist eine Sensoreinheit 6 zur Erfassung von mechanischen Größen auf, die entsprechend dem zwischen der Kupplung 3 und der Bremse 5 übertragenen Drehmoment auftreten.
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Die Welle 4 wird mit der Bremsvorrichtung 5 mit gesteuert zunehmender Bremskraft gebremst, wodurch der Widerstand einer realen Schraubverbindung gegen das Festdrehen simuliert wird. Der Kraftschrauber 2 kann während einer Prüfphase in bekannter Weise in einer Haltevorrichtung eingespannt sein, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel allerdings nicht dargestellt ist.
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Die Vorrichtung 1 umfasst eine digitale Regeleinrichtung mit Mikrocomputer, über welche die Bremskraft der elektromagnetischen Bremse so gesteuert werden kann, dass verschiedene Schraubfälle, z. B. harte oder weiche Schraubverbindungen, simuliert werden können. Für jeden vorgesehen Schraubfall sind im Speicher des Mikrocomputers Algorithmen zur Ansteuerung der elektromagnetischen Bremse abgelegt und je nach Bedarf abrufbar. Die Sensoreinheit 6 kann Bestandteil der digitalen Regeleinrichtung sein. Die gemessenen mechanischen Größen der Sensoreinheit 6 können durch ein Anzeigegerät 15 ausgegebenen werden.
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Erfindungsgemäß ist für die elektromagnetische Bremse 5 ein Rotor vorgesehen, der die Form eines Hohlzylinders 7 aufweist. Im Vergleich zu einem Vollzylinder weist der erfindungsgemäße Hohlzylinder 7 eine höhere Starrheit bei kleinerer Masse auf. Eine Simulation von verschiedensten Schraubfällen kann mit einer hohen Dynamik erfolgen, wobei die Rotationsmasse des Hohlzylinders 7 durch die erfindungsgemäße Maßnahme derart klein gehalten wird, dass die erzielten Prüfungsergebnisse von seiner Masse nicht nennenswert beeinflusst werden können. Mit der erfindungsgemäßen Maßnahme werden aussagekräftige Prüfungsergebnisse des jeweils vorbestimmten Anzugsmomentes in einfacher Weise erreicht.
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Zur Bestimmung von Prüfungsergebnissen ohne verfälschenden Einfluss von Rotationsmassen reicht der Einsatz einer einzigen erfindungsgemäßen elektromagnetischen Bremse völlig aus.
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Zur Beaufschlagung der elektromagnetischen Bremse 5 ist ein Stromregler 8 vorgesehen. Mit dieser Maßnahme wird das jeweils angestrebte Bremsmoment über den Strom eingestellt, der die elektromagnetische Bremse 5 durchfließen soll. Der Stromregler 8 kann Teil der digitalen Regeleinrichtung sein.
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Der Hohlzylinder 7 weist einen äußeren und einen inneren Durchmesser 9, 10 auf. Das Durchmesserverhältnis zwischen dem äußeren und dem inneren Durchmesser 9, 10 beträgt höchstens 1,25, wobei 1 allerdings nicht maßstäblich gezeigt ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt das Durchmesserverhältnis sogar nur 1,22. Dennoch weist der Hohlzylinder 7 eine genügend große Materialdicke auf, um gegenüber Betriebsbeanspruchungen ausreichend widerstandsfähig gegen Verformung zu sein. Hierbei kann im Besonderen von einem einachsigen Spannungszustand ausgegangen werden, da die Gewichtskräfte des Hohlzylinders 7 vernachlässigbar klein ausfallen.
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Der Hohlzylinder 7 ist aus einem Abschnitt eines endlos herstellbaren Rohrs gebildet und besteht z. B. aus dem Abschnitt eines Strangpressteils. Mit dieser Maßnahme wird insbesondere ein besonders geringer Produktionsaufwand zur Herstellung der Vorrichtung 1 erreicht. Mit einer derartigen Rohrausführung wird eine besonders hohe Starrheit bei möglichst kleiner Masse erreicht, wie dies zum Beispiel bei Hohlwellen für Arbeitsspindeln von Dreh- und Fräsmaschinen in Rohrausführung der Fall ist.
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Es ist denkbar, den Hohlzylinder 7 mit nur einer geschlossenen Stirnseite glockenartig auszubilden. 1 zeigt darüber hinaus ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel, in welchem der Hohlzylinder 7 endseitig mit jeweils einem Deckel 11 verschlossen und mit diesem fest verbunden ist.
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Die Materialdicke des jeweiligen Deckels 11 ist höchstens so groß wie die Materialdicke des Hohlzylinders 7. Der Außendurchmesser der jeweiligen Deckel 11 entspricht dem inneren Durchmesser 10 des Hohlzylinders 7. Die Deckel 11 sind endseitig in den Holhzylinder 7 unter Bildung einer kreisförmigen Verbindungsfuge eingesetzt und entlang dieser Verbindungsfuge mit dem Hohlzylinder 7 verschweißt. Die Schweißnaht ist nicht näher dargestellt. Die Schweißnaht kann beispielsweise V-förmig sein, wobei die Schweißnahtdicke der Materialdicke der Deckel 11 sowie des Hohlzylinders 7 entsprechen kann.
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Zumindest ein Deckel 11, in diesem Fall der linke Deckel, weist einen äußeren Anschlusszapfen 12 auf, über welchen die Kupplung 3 mit dem Hohlzylinder 7 verbindbar ist. Der Zapfen 12 kann materialeinheitlicher Bestandteil des Deckels 11 sein. In diesem Fall bildet der Zapfen 12 zugleich die Welle 4, an welcher die Sensoreinheit 6 angeordnet ist. Endseitig weist der Anschlusszapfen 12, bzw. die Welle 4, die Kupplung 3 auf, die Bestandteil des Anschlusszapfens 12, bzw. der Welle 4, ist. Ergänzend hierzu ist denkbar, dass der Anschlusszapfen 12 endseitig ein zentral gelegenes Innengewinde aufweist, über welches eine separate Kupplung 3 und ggf. eine separate Welle 4 mit Sensoreinheit 6 angeschlossen werden kann.
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Der Anschlusszapfen 12 bzw. alle zwischen dem linken Deckel 11 und dem Kraftschrauber 2 angeordneten rotierenden Teile der Vorrichtung 1 können einen Durchmesser aufweisen, der höchstens halb so groß ist, wie der äußere Durchmesser 9 des Hohlzylinders 7. Die Lagerung des Hohlzylinders 7 erfolgt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel über den Anschlusszapfen 12, bzw. der Welle 4.
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Da erfindungsgemäß davon ausgegangen werden kann, dass am Anschlusszapfen 12 bzw. an der Welle 4 ausschließlich Torsionsspannungen aufgrund des übertragenen Drehmomentes auftreten, beinhaltet die Sensoreinheit 6 zumindest einen Dehnungsmessstreifen 13 an der Welle 4, bzw. am Anschlusszapfen 12. Der Dehnungsmessstreifen 13 erfasst über elektrische Widerstandsveränderungen die dortige Torsionsspannungen und ist zu diesem Zweck unter einem Winkel von 45° zur Längsachse der Welle 4, bzw. des Anschlusszapfens 12, appliziert. Der Sensoreinheit 6 können auch weitere Messwertaufnehmer, wie z. B. Drehzahlmesser für die Welle 4, zugeordnet sein.
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Am Anzeigegerät 15 kann direkt das durch die gemessene Torsionsspannung herleitbare und von Rotationsmassen unverfälschte Anzugsmoment des Kraftschraubers 2 angezeigt werden.
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Für eine optimale Auslegung der Vorrichtung 1 bezogen auf möglichst geringe Rotationsmassen sind Anzugsmomente von höchstens 600 Nm mit der Vorrichtung 1 prüf- und kalibrierbar. Der Hohlzylinder 7 und der Stator der elektromagnetischen Bremse 5 bestehen aus einem Material, welches bei einem Anzugsmoment bis zu 600 Nm eine Sättigungsgrenze von mindestens 1,5 Tesla bis zu 3,5 Tesla besitzt.
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Für zu prüfende Anzugsmomente von bis zu 500 Nm kann beispielsweise Stahl als Material eine ausreichend hohe Sättigungsgrenze aufweisen. Bei Anzugsmomenten von über 500 Nm wird vorzugsweise Siliziumstahl, bzw. Elektrostahl, vorgesehen. Insbesondere wird für das gezeigte Ausführungsbeispiel Silizium- bzw. Elektrostahl verwendet, da durch diese Maßnahme Wirbelströme während des Betriebs der Vorrichtung 1 verringert werden und so die elektrische Leistung der elektromagnetischen Bremse 5 erhöht wird.
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Die elektromagnetische Bremse 5 kann von der Bauart einer bürstenlosen Asynchronbremse sein. Mit dieser Maßnahme kann eine feldorientierte Regelung der elektromagnetischen Bremse 5 vorgenommen werden, wie sie zum Beispiel bei Servoantrieben angewendet wird.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird jedoch bevorzugt eine elektromagnetische Bremse 5 von der Bauart einer Gleichstrombremse verwendet.
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Mit der gezeigten Vorrichtung 1 kann einfach und unter Vernachlässigung von masseverursachten Verfälschungen überprüft werden, ob das am Ausgang des Kraftschraubers 2 anliegende Drehmoment, welches z. B. über den Einstellknopf 14 vorggeben werden kann, mit dem am Anzeigegerät 15 angezeigten Drehmoment hinreichend genau übereinstimmt. Gegebenenfalls muss das am Ausgang des Kraftschraubers 2 anstehende Drehmoment nachjustiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Kraftschrauber
- 3
- Kupplung
- 4
- Welle
- 5
- elektromagnetische Bremse
- 6
- Sensoreinheit
- 7
- Hohlzylinder
- 8
- Stromregler
- 9
- äußerer Durchmesser
- 10
- innerer Durchmesser
- 11
- Deckel
- 12
- Anschlusszapfen
- 13
- Dehnungsmessstreifen
- 14
- Einstellknopf
- 15
- Anzeigegerät
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19615771 U1 [0005]
- DE 3305457 A1 [0006, 0007]
- DE 10163287 A1 [0007]
- DE 69726430 T2 [0008]
