DE102015213760A1 - Tool with a universal, measuring output element and output element - Google Patents
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Abstract
Ein Werkzeug, insbesondere ein Schraubwerkzeug, welches einen Motor, bevorzugt einen Elektromotor, ein um eine vorgegebene Drehachse drehbares und mit der Abtriebswelle des Motors in Wirkverbindung bringbares Abtriebselement, ein Getriebe und wenigstens eine Messeinrichtung zur Messung verschraubungsrelevanter Parameter umfasst. Erfindungsgemäß ist die Messeinrichtung in das Abtriebselement integriert.A tool, in particular a screwing tool, which comprises a motor, preferably an electric motor, a driven element rotatable about a predetermined axis of rotation and operatively connected to the output shaft of the motor, a gearbox and at least one measuring device for measuring parameters relevant to bolting. According to the invention, the measuring device is integrated in the output element.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug mit einem universellen, messenden Abtriebselement für verschiedene Schraubabtriebe. Aus dem Stand der Technik sind derartige Werkzeuge, insbesondere stationäre Schraubspindeln bereits hinreichend bekannt. Solche Werkzeuge sind in der Regel aus mehreren Einzelkomponenten zusammengesetzt. Die aus dem Stand der Technik bekannten Schraubspindeln weisen dabei einen separaten Motor, ein Getriebe und einen Abtrieb auf. Da es bei Verschraubungen, insbesondere bei sicherheitsrelevanten Verschraubungen, wichtig ist, die dafür relevanten Parameter zu ermitteln und zu bewerten ist es vorteilhaft, einen Messwertgeber bzw. einen Messwertaufnehmer an dem Werkzeug anzubringen. Dadurch werden die Parameter gemessen und die gemessenen physikalischen Größen der verschraubungsrelevanten Parameter in elektrische Steuersignale umgewandelt. The present invention relates to a tool with a universal, measuring output element for various screwdrivers. Such tools, in particular stationary screw spindles, are already sufficiently known from the prior art. Such tools are usually composed of several individual components. The screw spindles known from the prior art in this case have a separate motor, a transmission and an output. Since it is important for screw connections, in particular for safety-relevant screw connections, to determine and evaluate the relevant parameters, it is advantageous to attach a measuring transducer or a transducer to the tool. As a result, the parameters are measured and the measured physical variables of the parameters relevant to the screw connection are converted into electrical control signals.
Bei den bisherigen Lösungen muss ein unterschiedlicher Aufbau der Messwertaufnehmer für jeden Abtrieb gewählt werden, da die Messung bei wechselnden Abtrieben gewährleistet sein muss. Dies führt zu einer großen Komponentenvielzahl. Durch die Vielzahl an Einzelkomponenten entstehen zudem große Baulängen der Werkzeuge, was sich nachteilig auf die Anwendungsgebiete des jeweiligen Werkzeugs auswirken kann. Aus dem Stand der Technik sind weiterhin Abtriebe bekannt, welche bereits eine integrierte Messeinrichtung aufweisen. Allerdings beschränkt sich die Integration der Messeinrichtung auf einzelne spezielle Abtriebseinheiten. Diese speziellen Abtriebseinheiten weisen den Nachteil auf, dass sie nicht universell einsetzbar sind. Außerdem weisen die unterschiedlichen Abtriebseinheiten jeweils unterschiedliche Schnittstellen auf, was zu einer Verkomplizierung des Aufbaus führt. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zu schaffen, bei welchem die Komponentenvielzahl und die Baulänge reduziert werden. Weiterhin soll eine Vereinheitlichung der Schnittstellen erreicht werden, damit das Abtriebselement universell einsetzbar ist. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 11 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche. In the previous solutions, a different design of the transducer for each output must be selected, since the measurement must be guaranteed at changing power take-offs. This leads to a large variety of components. Due to the large number of individual components also create large lengths of tools, which can adversely affect the application of the respective tool. Downstream drives are also known from the prior art, which already have an integrated measuring device. However, the integration of the measuring device is limited to individual special output units. These special output units have the disadvantage that they are not universally applicable. In addition, the different output units each have different interfaces, which leads to a complication of the structure. The present invention is therefore an object of the invention to provide a tool in which the component variety and the overall length can be reduced. Furthermore, a standardization of the interfaces should be achieved so that the output element is universally applicable. This object is solved by the features of
Das erfindungsgemäße Werkzeug, insbesondere ein Schraubwerkzeug, umfasst einen Motor, bevorzugt einen Elektromotor, ein Getriebe, ein um eine vorgegebene Drehachse drehbares und mit der Abtriebswelle des Motors in Wirkverbindung bringbares Abtriebselement und eine Messeinrichtung. Die vorgesehene Messeinrichtung dient hierbei zur Messung verschraubungsrelevanter Parameter. The tool according to the invention, in particular a screwing tool, comprises a motor, preferably an electric motor, a gear, a driven element rotatable about a predetermined axis of rotation and operatively connected to the output shaft of the motor, and a measuring device. The proposed measuring device serves to measure parameters relevant to glanding.
Erfindungsgemäß ist die genannte Messeinrichtung in das Abtriebselement integriert. Durch die Integration der Messeinrichtung in das Abtriebselement wird eine Messung der verschraubungsrelevanten Parameter, wie etwa eines Verschraubungsdrehmoments, direkt beziehungsweise in unmittelbarer Nähe der Schraubstelle ermöglicht, woraus eine höhere Messgenauigkeit resultiert. Integriert bedeutet im vorliegenden Fall insbesondere, dass die Messeinrichtung innerhalb eines Gehäuses des Abtriebselements, wobei das Gehäuse die Messeinrichtung vollständig umgibt, derart angeordnet ist, dass es derart in Wirkverbindung mit der Abtriebswelle des Abtriebselements steht, dass es die relevanten Parameter messen kann. According to the invention, said measuring device is integrated in the output element. By integrating the measuring device into the output element, a measurement of the parameters relevant to screwing, such as a screwing torque, is made possible directly or in the immediate vicinity of the screwing point, resulting in a higher measuring accuracy. Integrated means in the present case in particular that the measuring device within a housing of the output element, wherein the housing completely surrounds the measuring device is arranged such that it is in operative connection with the output shaft of the output element that it can measure the relevant parameters.
Vorteilhaft weist die integrierte Messeinrichtung eine Messwelle auf. Beispielsweise können über einen Dehnungsmessstreifen (DMS) die verschraubungsrelevanten Parameter von der Messwelle gemessen werden. Weiterhin ist vorteilhaft eine Steuerung zum Steuern des Werkzeugs vorgesehen. An diese Steuerung werden die von der Messwelle gemessenen relevanten Parameter übertragen. Vorteilhaft weist die genannte Steuerung zudem ein Funkmodul auf, mittels welchem die von der Messeinrichtung gemessenen verschraubungsrelevanten Parameter bzw. Schraubdaten drahtlos an einen Rechner übertragen werden. Auf diese Weise ist eine Messung nahezu in Echtzeit möglich. Besonders bevorzugt ist diese Steuerung direkt an einer Spindel angeordnet. Advantageously, the integrated measuring device has a measuring shaft. For example, the gland-relevant parameters can be measured by the measuring shaft via a strain gauge (DMS). Furthermore, a control for controlling the tool is advantageously provided. The relevant parameters measured by the measuring shaft are transmitted to this controller. Advantageously, said controller also has a radio module, by means of which the screwing-relevant parameters or screwing data measured by the measuring device are transmitted wirelessly to a computer. In this way, a measurement is possible almost in real time. Particularly preferably, this control is arranged directly on a spindle.
Vorteilhaft kann zusätzlich zu der Messeinrichtung das Getriebe in das Abtriebselement integriert sein. Vorzugsweise handelt es sich bei dem verwendeten Getriebe um ein Planetengetriebe. Dieses Planetengetriebe bietet den Vorteil einer kompakteren Bauweise im Gegensatz zu anderen Getrieben. Daraus resultieren eine insgesamt kleinere Baulänge des Werkzeugs und eine weitere Komponentenvereinheitlichung. Advantageously, in addition to the measuring device, the transmission can be integrated into the output element. Preferably, the transmission used is a planetary gear. This planetary gear has the advantage of a more compact design in contrast to other transmissions. This results in an overall smaller overall length of the tool and a further component unification.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, dass das Abtriebselement eine Schnittstelle aufweist, über welche das Abtriebslement an verschiedenen Abtriebseinheiten angebracht werden kann. Weiterhin ist es denkbar, dass das Abtriebselement direkt an dem Motor angebracht werden kann, um niedrige Momente zu erhalten. Die Schnittstelle ist vorteilhaft als Standardschnittstelle und besonders bevorzugt mit einer Schnellwechselkupplung ausgebildet, um einen individuellen bzw. universellen Einsatz des Abtriebselements zu gewährleisten. Furthermore, it is advantageous that the output element has an interface via which the output element can be attached to different output units. Furthermore, it is conceivable that the output member can be mounted directly on the engine to obtain low torque. The interface is advantageously designed as a standard interface and particularly preferably with a quick-change coupling in order to ensure an individual or universal use of the output element.
Die verschraubungsrelevanten Parameter umfassen hierbei insbesondere aber nicht ausschließlich ein Drehmoment und/oder einen Drehwinkel und/oder eine Drehgeschwindigkeit. Denkbar wäre auch die Messung einer auf die Abtriebswelle in Längsrichtung wirkende Kraft. In this case, the parameters relevant for screwing in particular but not exclusively include a torque and / or a rotational angle and / or a rotational speed. Conceivable would also be the measurement of a force acting on the output shaft in the longitudinal direction.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Werkzeug eine weitere Messeinrichtung auf, welche bevorzugt nicht in das Abtriebselement integriert ist. Diese weitere Messeinrichtung stellt in Bezug auf die integrierte Messeinrichtung bevorzugt eine Redundanz dar und dient ebenfalls zur Messung der verschraubungsrelevanten Parameter. Weiterhin kann bevorzugt auch wenigstens eine weitere Messeinrichtung in das Abtriebselement integriert werden. In a further advantageous embodiment, the tool has a further measuring device, which is preferably not integrated into the output element. This further measuring device preferably represents a redundancy with respect to the integrated measuring device and also serves to measure the screw-relevant parameters. Furthermore, at least one further measuring device can preferably also be integrated into the output element.
Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auch auf ein Abtriebselement gerichtet. Das erfindungsgemäße Abtriebselement ist insbesondere für ein Werkzeug, insbesondere ein Schraubwerkzeug vorgesehen. Neben dem Abtriebselement umfasst das Werkzeug einen Motor, welcher bevorzugt als Elektromotor ausgestaltet ist, ein Getriebe, insbesondere ein Planetengetriebe und wenigstens eine Messeinrichtung. Das Abtriebselement steht hierbei derart mit dem Motor des Werkzeugs in Wirkverbindung, dass das Abtriebsmoment des Motors auf das Abtriebselement übertragbar ist. Die hier genannte Messeinrichtung ist zur Messung der verschraubungsrelevanten Parameter ausgebildet. Erfindungsgemäß ist diese wenigstens eine Messeinrichtung in das Abtriebselement integriert. The present invention is also directed to an output member. The output element according to the invention is provided in particular for a tool, in particular a screwing tool. In addition to the output element, the tool comprises a motor, which is preferably designed as an electric motor, a transmission, in particular a planetary gear and at least one measuring device. The output element is in this case in operative connection with the motor of the tool that the output torque of the motor is transferable to the output element. The measuring device mentioned here is designed to measure the parameters relevant to bolting. According to the invention, this at least one measuring device is integrated in the output element.
Das Abtriebselement umfasst bevorzugt neben der integrierten Messeinrichtung weiterhin eine Welle, insbesondere eine Abtriebswelle, bevorzugt mit einer Feder. Diese Abtriebswelle ist bevorzugt jeweils endseitig innerhalb des Gehäuses des Abtriebselements gelagert. In axialer Richtung der Drehachse der Abtriebswelle erstreckt sich bevorzugt auf einer Seite des Abtriebselements eine Keilwelle. An der gegenüberliegenden Seite der Keilwelle weist das Abtriebselement bevorzugt eine Schnittstelle auf, welche bevorzugt als Universalschnittstelle in Form einer Standardschnittstelle und bevorzugt mit einer Schnellwechselkupplung ausgebildet ist, um das Abtriebselement entweder mit den jeweiligen Abtriebseinheiten oder direkt mit dem Motor zu verbinden. Optional umfasst das Abtriebselement zusätzlich zu der Messeinrichtung ein Getriebe, besonders bevorzugt ein Planetengetriebe. In addition to the integrated measuring device, the output element preferably also comprises a shaft, in particular an output shaft, preferably with a spring. This output shaft is preferably each end mounted within the housing of the output element. In the axial direction of the axis of rotation of the output shaft, a splined shaft preferably extends on one side of the output element. On the opposite side of the spline, the output element preferably has an interface, which is preferably designed as a universal interface in the form of a standard interface and preferably with a quick-change coupling to connect the output element either with the respective output units or directly to the engine. Optionally, the output element in addition to the measuring device comprises a gear, more preferably a planetary gear.
Das erfindungsgemäße Werkzeug kann verschiedene Arten von Abtriebseinheiten aufweisen. Vorteilhaft ist die Abtriebseinheit als ein Vorsatzgetriebe ausgebildet, welches besonders für enge Lochbilder anwendbar ist. Weiterhin kann die Abtriebseinheit ebenfalls vorteilhaft als ein Winkelschraubkopf ausgebildet sein. Ein Winkelschraubkopf eignet sich besonders zur Anwendung an schwer zugängliche Arbeitsstellen. Weiterhin ist auch ein linearer Aufbau des Werkzeugs bevorzugt ohne zusätzliche zwischengeschaltete Abtriebseinheit möglich, bei welchem das universelle Abtriebselement entweder an eine weitere redundante Messeinrichtung oder direkt an den Motor angeschlossen wird. Ein Anschließen des Abtriebselements direkt an den Motor ohne zwischengeschaltete Abtriebseinheit führt neben niedrigen Momenten auch zu einer enormen Reduzierung der Baulänge des Werkzeugs. The tool according to the invention can have different types of output units. Advantageously, the output unit is designed as an auxiliary gear, which is particularly applicable for tight hole patterns. Furthermore, the output unit can also be advantageously designed as a Winkelschraubkopf. An angle screw head is particularly suitable for use in hard-to-reach jobs. Furthermore, a linear structure of the tool is preferably possible without additional intermediate output unit, in which the universal output element is connected either to a further redundant measuring device or directly to the motor. Connecting the output element directly to the motor without interposed output unit leads not only to low moments, but also to an enormous reduction in the overall length of the tool.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen. Darin zeigen: Further advantages and embodiments will become apparent from the accompanying drawings. Show:
In
Die Anmelderin behält sich vor, sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. The Applicant reserves the right to claim all features disclosed in the application documents as essential to the invention, provided they are novel individually or in combination with respect to the prior art.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Keilwelle splined shaft
- 2 2
- Feder feather
- 3 3
- Lager camp
- 4 4
- Gehäuse casing
- 5 5
- Abtriebswelle output shaft
- 6 6
- Lager camp
- 7 7
- Messwelle measuring shaft
- 8 8th
- Getriebe transmission
- 9 9
- Schnittstelle interface
- 1010
- Dichtring seal
- 1111
- Abtriebselement output element
- 1212
- Motor engine
- 1313
- Getriebe transmission
- 1414
- Zweites Messelement (Redundanz) Second measuring element (redundancy)
- 1515
- Vorsatzgetriebe Reduction gear
- 1616
- Winkelschraubkopf Winkelschraubkopf
Claims (11)
Priority Applications (1)
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DE102015213760A1 true DE102015213760A1 (en) | 2017-01-26 |
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ID=57739075
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE102015213760.0A Pending DE102015213760A1 (en) | 2015-07-22 | 2015-07-22 | Tool with a universal, measuring output element and output element |
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DE (1) | DE102015213760A1 (en) |
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- 2015-07-22 DE DE102015213760.0A patent/DE102015213760A1/en active Pending
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