DE102017112288A1

DE102017112288A1 - Drehmomentschlüssel

Info

Publication number: DE102017112288A1
Application number: DE102017112288.5A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-06-07
Filing date: 2017-06-02
Publication date: 2017-12-07
Also published as: TWI605912B; JP3212015U; TW201742711A; US20170348836A1

Abstract

Ein Drehmomentschlüssel weist eine Antriebs-Vorrichtung (20) auf, die eine Verbindungsstange (21) hat, die mit einem Körper (10) drehbar verbunden ist. Die Verbindungsstange (21) ist mit dem Kopf (22) der Antriebs-Vorrichtung (20) drehbar verbunden und ist zwischen einer ersten und einer zweiten Position drehbar. Der Drehmomentschlüssel hat einen ersten Hebelarm (A1) bzw. einen zweiten Hebelarm (A2), der der ersten bzw. der zweiten Position entspricht. Eine Drehmomentvorrichtung (30) ist am Körper (10) montiert und drückt gegen ein Anstoß-Ende (212) der Verbindungsstange (21). Eine Einstell-Vorrichtung (40) ist am Körper (10) beweglich montiert und ist mit der Drehmomentvorrichtung (30) zum Setzen eines Anfangs-Drehmomentwertes betriebsmäßig verbunden. Eine Messeinheit (51) misst den Anfangs-Drehmomentwert. Eine Bedienungs-Einheit (52) multipliziert den Anfangs-Drehmomentwert mit einem ersten bzw. einem zweiten Korrektur-Koeffizient, entsprechend dem ersten Hebelarm (A1) bzw. dem zweiten Hebelarm (A2), um einen korrigierten Drehmomentwert zu erhalten. Eine Anzeige-Einheit (53) zeigt den korrigierten Drehmomentwert an.

Description

Hintergrund
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehmomentschlüssel, und insbesondere einen Drehmomentschlüssel, der ein Einstellen eines Arbeitswinkels ermöglicht und den eingestellten Drehmomentwert nach einer Änderung des Arbeitswinkels digital anzeigt.
Allgemein, um ein Befestigungselement (z. B. eine Schraube, eine Nuss bzw. eine Mutter oder einen Bolzen) genau bis zu einem Soll-Drehmomentwert gemäß seiner ursprünglichen Spezifikation festzuziehen, muss ein Anwender das Befestigungselement bis zu einem bestimmten Grad bzw. Wert festziehen und danach einen Drehmomentschlüssel mit einem Soll-Drehmomentwert bzw. eingestellten Drehmomentwert verwenden, um mit der letzten Einstellung fortzufahren.
Es gibt diverse Drehmomentschlüssel, die auf dem Markt verfügbar sind. Diese Drehmomentschlüssel können in elektrische, hydraulische und manuelle Ausführungen in Abhängigkeit von der Energiequelle unterteilt werden. Manuelle Drehmomentschlüssel können ferner in mechanische und elektronische Ausführungen unterteilt werden.
Das U.S. Patent Nr. 6.722.235 offenbart einen Drehmomentschlüssel mit einer Skala. Der Drehmomentschlüssel ist eine mechanische Ausführung und weist einen Einstell-Knopf auf, der an einem Ende eines Schafts drehbar befestigt ist. Ein stufenförmiger Vorsprung ist an dem Einstell-Knopf gebildet und ist mit einer Drückstange einer Drehmoment-Einstell-Vorrichtung verbunden. Die Drückstange wird gedreht, wenn der Einstell-Knopf gedreht wird. Aufgrund des Gewindeeingriffs zwischen einer Drückhülse und der Drückstange, wird die Drückhülse relativ zum Schaft bewegt, um ein Vorspann-Element zusammenzudrücken oder zu dehnen. Der durch den Schlüssel bereitgestellte bzw. erzeugte Drehmomentwert (z. B. Anzugsdrehmoment) ist entsprechend eingestellt.
Das U.S. Patent Nr. 6.981.436 offenbart einen elektronischen Drehmomentschlüssel, der mit Hilfe von Dehnungsmessern (z. B. Dehnmessstreifen) das Drehmoment des Schlüssels detektiert, das in einen Prozessor über einen Analog-Digital-Wandler eingespeist wird, und der Drehmomentwert wird schnell auf dem LCD-Bildschirm angezeigt. Aufgrund der Bereitstellung von den (Dehnungs-)Messern wird eine Drehbewegung bzw. eine Schwenk-Bewegung zwischen dem Kopf und der Sensor-Gabel gestattet, um eine Einstellung des Arbeitswinkels zu ermöglichen, und der reelle Drehmomentwert nach einer Änderung in dem Hebelarm, die durch Einstellung des Arbeitswinkels resultiert, kann sofort aus der Verformungsstärke gemessen werden.
Die mechanischen Drehmomentschlüssel und die elektronischen Drehmomentschlüssel sind in ihrer Struktur im Wesentlichen verschieden. Ein mechanischer Drehmomentschlüssel verwendet eine Drehmoment-Entlastung-Vorrichtung, um anzuzeigen bzw. einen Hinweis zu geben, dass der Soll-Drehmoment-Wert erreicht ist. Die Drehmoment-Entlastung-Vorrichtung weist üblicherweise eine Feder, eine Freigabe-Verbindung-Stelle und einen Stößel bzw. einen Nocken bzw. einen Mitnehmer bzw. einen Zapfen auf. Ein Anwender setzt bzw. stellt zuerst den gewünschten Drehmomentwert des Drehmomentschlüssels ein. Zu diesem Zeitpunkt, übt die um den Mitnehmer herum montierte Feder eine Kraft auf die Freigabe-Verbindung-Stelle aus. Wenn der Drehmomentschlüssel verwendet wird, um ein Befestigungselement anzutreiben und der Soll-Drehmomentwert erreicht wird, wird der Drehmomentwert größer als die auf die Freigabe-Verbindung-Stelle durch die Feder ausgeübte Kraft, um einen sofortigen Außer-Eingriff-Kommen-Effekt zu erzeugen. Ein akustisches Signal, das durch Einwirken (z. B. Einschlagen bzw. Anstoßen) auf ein Metallgehäuse des Drehmomentschlüssels erzeugt wird, um den Anwender zu mahnen bzw. zu warnen, dass der Soll-Drehmomentwert erreicht ist. Mechanische Drehmomentschlüssel haben daher eine komplizierte Struktur. Elektronische Drehmomentschlüssel benötigen im Gegensatz nur ein Befestigen von Dehnungsmessern an einem gewöhnlichen Schlüssel, um eine sofortige Messung des Drehmomentwertes zu erreichen.
Der Betrieb von mechanischen Drehmomentschlüsseln neigt jedoch dazu, durch Hindernisse in der Arbeitsumgebung beeinflusst zu werden. Insbesondere, aufgrund der vorgegebenen strukturellen Einschränkung kann der Arbeitswinkel eines mechanischen Drehmomentschlüssels nicht nach dem Einstellen bzw. nachn dem Setzen des Drehmomentwertes geändert werden. Genauer gesagt, ändert sich der Hebelarm des Drehmomentschlüssels, wenn der Arbeitswinkel geändert wird, was zu einer Änderung des Soll-Drehmomentwertes führt. Daher kann ein genauer Drehmomentwert mit dem mechanischen Drehmomentschlüssel nicht erhalten bzw. erfasst werden. Demzufolge, im Gegensatz zu elektronischen Drehmomentschlüsseln mit Dehnungsmessern kann der mechanische Drehmomentschlüssel den Drehmomentwert nicht sofort nach dem Einstellen des Arbeitswinkels messen und daher ist es schwierig, die Funktion der Arbeitswinkel-Einstellung bereitzustellen. Herkömmliche mechanische Schlüssel können daher den Arbeitswinkel nicht ändern oder können den genauen Drehmomentwert nicht bereitstellen, nachdem der Arbeitswinkel geändert wurde.
Elektronische Drehmomentschlüssel sprechen jedoch vollständig auf die elektronischen Komponenten an, insbesondere auf Dehnungsmesser, und haben daher hohe Kosten, wodurch misslingt es, ein hohes Leistung/Preis-Verhältnis bereitzustellen. Außerdem, obwohl ein elektronischer Drehmomentschlüssel sofort den Drehmomentwert anzeigen kann, nachdem der Arbeitswinkel geändert wurde, ändert sich der Drehmomentwert kontinuierlich während der Drehung des Drehmomentschlüssels, der von dem Anwender gedreht wird, sodass es schwierig für den Anwender wird, zu beurteilen, ob der gewünschte Drehmomentwert erreicht ist. Außerdem, wie in der 2 aus dem U.S. Patent Nr. 6.981.436 zu sehen ist, resultieren viele Auswahlmöglichkeiten des Arbeitswinkels zwischen dem Kopf und der Sensor-Gabel des Schlüssels in komplizierter Bedienung bzw. Handhabung.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Ein Drehmomentschlüssel gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen Körper auf, der ein erstes Ende und ein zweites Ende hat. Eine Antriebs-Vorrichtung weist eine Verbindungsstange und einen Kopf auf. Die Verbindungsstange ist mit dem ersten Ende des Körpers schwenkbar bzw. drehbar (kurz: drehbar) verbunden. Die Verbindungsstange weist ein Dreh-Ende bzw. ein als Drehpunkt dienendes Ende (z. B. ein Scharnierende) (im Folgenden kurz: Dreh-Ende) und ein Anstoß-Ende. Das Dreh-Ende ist mit dem Kopf drehbar bzw. schwenkbar (kurz: drehbar) verbunden. Die Verbindungsstange ist relativ zum Kopf zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position schwenkbar bzw. drehbar (kurz: drehbar). Der Drehmomentschlüssel hat einen ersten Hebelarm, wenn die Verbindungsstange in der ersten Position ist. Der Drehmomentschlüssel hat einen zweiten Hebelarm, wenn die Verbindungsstange in der zweiten Position ist. Eine Drehmomentvorrichtung ist am Körper montiert und drückt gegen das Anstoß-Ende der Verbindungsstange. Eine Einstell-Vorrichtung ist am zweiten Ende des Körpers beweglich montiert und ist mit der Drehmomentvorrichtung zum Setzen bzw. Einstellen eines Anfangs-Drehmomentwertes betriebsmäßig verbunden. Eine Bedienungs-Vorrichtung ist am Körper montiert. Die Bedienungs-Vorrichtung weist eine Messeinheit, eine Bedienungs-Einheit und einen Bildschirm bzw. eine Anzeige-Einheit (kurz: Anzeige-Einheit) auf. Die Messeinheit, die Bedienungs-Einheit und die Anzeige-Einheit sind miteinander elektrisch verbunden. Die Messeinheit ist konfiguriert, um den Anfangs-Drehmomentwert zu messen.
Die Bedienungs-Einheit hat einen ersten Modus und einen zweiten Modus. Wenn die Bedienungs-Einheit in dem ersten Modus ist, multipliziert die Bedienungs-Einheit den Anfangs-Drehmomentwert mit einem ersten Korrektur-Koeffizient, entsprechend dem ersten Hebelarm, um einen ersten korrigierten Drehmomentwert zu erhalten. Wenn die Bedienungs-Einheit in dem zweiten Modus ist, multipliziert die Bedienungs-Einheit den Anfangs-Drehmomentwert mit einem zweiten Korrektur-Koeffizient, entsprechend dem zweiten Hebelarm, um einen zweiten korrigierten Drehmomentwert zu erhalten. Die Anzeige-Einheit zeigt den ersten korrigierten Drehmomentwert bzw. den zweiten korrigierten Drehmomentwert an, entsprechend dem ersten Modus bzw. dem zweiten Modus der Bedienungs-Einheit.
Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Drehmomentschlüssels einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Drehmomentschlüssels aus 1.
3 ist eine Querschnittsansicht des Drehmomentschlüssels aus 1, wobei eine Verbindungsstange in einer ersten Position ist und wobei eine Bedienungs-Einheit in einem ersten Modus ist.
4 ist eine weitere Querschnittsansicht des Drehmomentschlüssels aus 1, wobei ein Kupplungselement mit einer Anstoß-Nut in Eingriff ist.
5 ist eine Ansicht, ähnlich wie in 4, wobei das Kupplungselement mit der Anstoß-Nut außer Eingriff ist, weil eine Kraft größer als ein Anfangs-Drehmomentwert ist, der mit einem Vorspann-Element gesetzt wurde.
6 ist eine schematische Ansicht, die das Verwenden des Drehmomentschlüssel aus 1 darstellt, wobei die Verbindungsstange in einer zweiten Position ist und wobei die Bedienungs-Einheit in dem ersten Modus ist.
7 ist eine schematische Querschnittansicht, die das Verwenden des Drehmomentschlüssels aus 1 darstellt, wobei die Verbindungsstange in der zweiten Position ist und wobei die Bedienungs-Einheit in einem zweiten Modus ist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die 1 bis 7 zeigen einen Drehmomentschlüssel einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Drehmomentschlüssel weist auf: einen Körper 10, ein Antriebs-Vorrichtung 20, eine Drehmomentvorrichtung 30, eine Einstell-Vorrichtung 40 und eine Bedienungs-Vorrichtung 50.
Der Körper 10 weist ein erstes Ende 101 und ein zweites Ende 102 auf. In dieser Ausführungsform ist der Körper 10 ein hohles zylinderförmiges Element. Das erste Ende 101 des Körpers 10 weist zwei ebene Flächen an zwei entsprechenden Seiten davon auf.
Die Antriebs-Vorrichtung 20 weist eine Verbindungsstange 21 und einen Kopf 22 auf. Die Verbindungsstange 21 ist mit dem ersten Ende 101 des Körpers 10 durch einen Stift bzw. einen Bolzen (kurz: Bolzen) 12 drehbar verbunden. Die Verbindungsstange 21 weist ein Dreh-Ende 211 und ein Anstoß-Ende 212 auf. Das Dreh-Ende 211 ist mit dem Kopf 22 drehbar bzw. schwenkbar verbunden. Die Verbindungsstange 21 ist relativ zu dem Kopf 22 zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position schwenkbar. Der Drehmomentschlüssel hat einen ersten Hebelarm A1, wenn die Verbindungsstange 21 in der ersten Position ist (siehe 3). Der Drehmomentschlüssel hat einen zweiten Hebelarm A2, wenn die Verbindungsstange 21 in der zweiten Position ist (siehe 6). Daher kann der Kopf 22 nach der Einstellung eines Arbeitswinkels des Drehmomentschlüssels direkt oder indirekt mit einem Werkstück bzw. einem Element, zum Beispiel mit einer Hülse bzw. einem Ansatz oder einem Verlängerungsstück, verbunden werden.
In dieser Ausführungsform erstreckt sich die Verbindungsstange 21 entlang einer ersten Achse L1. Das Dreh-Ende 211 ist von dem Anstoß-Ende 212 entlang der ersten Achse L1 beabstandet. Der Kopf 22 ist daran angepasst, um ein Befestigungselement zum Drehen um eine Drehachse anzutreiben. Der Kopf 22 erstreckt sich entlang einer zweiten Achse L2, die senkrecht zur Drehachse ist. Das Dreh-Ende 211 der Verbindungsstange 21 ist von der Dreh-Achse entlang der zweiten Achse L2 beabstandet. Die erste Achse L1 fällt mit der zweiten Achse L2 zusammen (0°-Position), wenn die Verbindungsstange 21 in der ersten Position ist. Wenn die Verbindungsstange 21 in der zweiten Position ist, ist die erste Achse L1 in einem Winkel von 15° zur zweiten Achse L2 bzw. bildet einen Winkel von 15° zur zweiten Achse L2. Daher kann der Drehmomentschlüssel in der 0°-Position oder der 15°-Position positioniert werden, um eine ineffektive Bedienung bzw. einen ineffektiven Betrieb aufgrund von Hindernissen durch einen Widerstand während der Drehung des Drehmomentschlüssels zu vermeiden.
Ein Fach 213 ist im Dreh-Ende 211 der Verbindungsstange 21 definiert und erstreckt sich entlang einer Verschiebungsachse, die senkrecht zur ersten Achse L1 ist. Das Dreh-Ende 211 der Verbindungsstange 21 weist zwei Arme 214 auf, die eine Dreh-Nut 215 zwischen ihnen definieren und sich parallel zur ersten Achse L1 erstrecken. Die Dreh-Nut 215 ist mit dem Fach 213 über eine Passage 217 in gegenseitiger Verbindung. Das Anstoß-Ende 212 der Verbindungsstange 21 weist eine Anstoß-Nut 216 auf.
Der Kopf 22 weist einen Dreh-Abschnitt 221 auf, der in der Dreh-Nut 215 zwischen den zwei Armen 214 aufgenommen ist. Der Dreh-Abschnitt 221 des Kopfes 22 weist einen Verzahnungsabschnitt 222 auf. In dieser Ausführungsform weist ein Verzahnungsabschnitt 222 eine Vielzahl von Zähnen auf. Eine Vertiefung ist zwischen zwei benachbarten Zähnen definiert. Eine dritte Achse L3 passiert unter einem Winkel von 15° zur ersten Achse L1 durch eine der Vertiefungen und eine Mittelachse eines Dreh-Elements 60. Die erste Achse L1 passiert durch eine andere Vertiefung des Verzahnungsabschnitts 222 und die Mittelachse des Dreh-Elements 60. Der Arbeitswinkel kann bei 0° oder bei 15° fixiert werden.
Die Drehmomentvorrichtung 30 ist am Körper 10 montiert und drückt elastisch gegen das Anstoß-Ende 212 der Verbindungsstange 21. Die Drehmomentvorrichtung 30 weist ein Kupplungselement 31 und ein Vorspann-Element 32 auf. Das Kupplungselement 31 ist durch eine Vorspannkraft vorgespannt, die durch ein Vorspann-Element 32 erzeugt ist, um mit der Anstoß-Nut 216 lösbar in Eingriff zu sein. Das Vorspann-Element 32 ist zwischen dem Kupplungselement 31 und der Einstell-Vorrichtung 40 montiert. Die Vorspannkraft des Vorspann-Elements 32, die auf das Kupplungselement 31 ausgeübt wird, ist durch eine Verschiebung bzw. als Reaktion auf eine Verschiebung der Einstell-Vorrichtung 40 relativ zum Körper 10 einstellbar, um dadurch einen Anfangs-Drehmomentwert zu setzen (siehe 4). Das Kupplungselement 31 kommt mit der Anstoß-Nut 216 außer Eingriff, wenn eine Kraft größer als der Anfangs-Drehmomentwert, der mithilfe von dem Vorspann-Element 32 gesetzt wurde, auf den Drehmomentschlüssel ausgeübt wird (siehe 5).
Die Einstell-Vorrichtung 40 ist mit dem zweiten Ende 102 des Körpers 10 beweglich verbunden und ist mit der Drehmomentvorrichtung 30 zum Setzen des Anfangs-Drehmomentwertes betriebsmäßig verbunden. In dieser Ausführungsform setzt die Einstell-Vorrichtung 40 den Anfangs-Drehmomentwert durch Drücken der Drehmomentvorrichtung 30.
Die Einstell-Vorrichtung 40 weist auf: einen Griff 41, ein Gewinde-Element 42, eine Gewindestange bzw. einen Schraubenstab bzw. eine Gewindespindel (kurz: Gewindestange) 43 und ein Drück-Element 44. Der Griff 41 ist am zweiten Ende 102 des Körpers 10 drehbar montiert und ist relativ zum zweiten Ende 102 des Körpers 10 entlang der ersten Achse L1 nicht bewegbar. Das Gewinde-Element 42 ist im Griff 41 montiert und weist eine Schraubenöffnung 421 auf. Die Gewindestange 43 erstreckt sich durch die Schraubenöffnung 421 des Gewinde-Elements 42 und ist mit derselben durch Gewinde verbunden. Die Gewindestange 43 ist relativ zum Gewinde-Element 42 entlang der ersten Achse L1 bewegbar. Das Drück-Element 44 ist an einem Ende der Gewindestange 43 gegenüberliegend des Gewinde-Elements 42 montiert. Das Drück-Element 44 stellt eine Drück-Kraft ein, die auf ein Vorspann-Element 32 durch eine bzw. als Reaktion auf eine Verschiebung der Gewindestange 43 relativ zum Gewinde-Element 42 entlang der ersten Achse L1 ausgeübt wird. Die Einstell-Vorrichtung 40 weist ferner einen Indikator 45 auf, der am Drück-Element 44 montiert ist.
Die Bedienungs-Vorrichtung 50 ist am Körper 10 montiert und weist eine Messeinheit 51, eine Bedienungs-Einheit 52 und eine Anzeige-Einheit 53 auf. Die Messeinheit 51, die Bedienungs-Einheit 52 und die Anzeige-Einheit 53 sind elektrisch miteinander verbunden. Die Messeinheit 51 ist konfiguriert, um den Anfangs-Drehmomentwert zu messen, der mithilfe von der Einstell-Vorrichtung 40 gesetzt ist, um gegen die Drehmomentvorrichtung 30 zu drücken. Die Bedienungs-Einheit 52 hat einen ersten Modus und einen zweiten Modus. Wenn die Bedienungs-Einheit 52 in dem ersten Modus ist, multipliziert die Bedienungs-Einheit 52 den Anfangs-Drehmomentwert mit einem ersten Korrektur-Koeffizient entsprechend dem ersten Hebelarm A1, um einen ersten korrigierten Drehmomentwert zu erhalten. Wenn die Bedienungs-Einheit 52 in dem zweiten Modus ist, multipliziert die Bedienungs-Einheit 52 den Anfangs-Drehmomentwert mit einem zweiten Korrektur-Koeffizient entsprechend dem zweiten Hebelarm A2, um einen zweiten korrigierten Drehmomentwert zu erhalten. Die Messeinheit 51 erfasst bzw. erkennt eine Verschiebung des Indikators 45, der mit der Verschiebung der Gewindestange 43 entlang der ersten Achse L1 zusammenhängt und/oder dieser entspricht, um dadurch den Anfangs-Drehmomentwert zu messen, der durch das Drücken des Drück-Elements 44 gegen das Vorspann-Element 32 gesetzt ist.
Die Anzeige-Einheit 53 zeigt den ersten korrigierten Drehmomentwert bzw. den zweiten korrigierten Drehmomentwert an, entsprechend dem ersten Modus bzw. dem zweiten Modus der Bedienungs-Einheit 52. In dieser Ausführungsform ist die Bedienungs-Einheit 52 eine Leiterplatte und die Anzeige-Einheit 53 ist ein LCD-Bildschirm.
Die Bedienungs-Einheit 52 weist einen ersten Knopf 521, einen zweiten Knopf 522 und einen dritten Knopf 523 auf. Der erste Knopf 521 ist konfiguriert, um die Bedienungs-Einheit 52 in den ersten Modus zu setzen bzw. zu schalten und den ersten korrigierten Drehmomentwert auf der Anzeige-Einheit 53 anzuzeigen. Der zweite Knopf 522 ist konfiguriert, um die Bedienungs-Einheit 52 in den zweiten Modus zu setzen bzw. zu schalten und den zweiten korrigierten Drehmomentwert auf der Anzeige-Einheit 53 anzuzeigen. Der erste korrigierte Drehmomentwert und der zweite korrigierte Drehmomentwert können auf der Anzeige-Einheit 53 in einer von zwei Einheiten, zum Beispiel Newtonmeter und Foot-Pound, angezeigt werden. Der dritte Knopf 523 ist konfiguriert, um den ersten korrigierten Drehmomentwert oder den zweiten Drehmomentwert, welche auf der Anzeige-Einheit 53 angezeigt werden, zwischen den zwei Einheiten zu schalten.
Der Drehmomentschlüssel weist ferner ein Dreh-Element 60 und eine Positionierungsvorrichtung 70 auf. Das Dreh-Element 60 erstreckt sich durch die zwei Arme 214 und den Dreh-Abschnitt 221, sodass die Verbindungsstange 21 sich relativ zum Kopf 22 drehen bzw. schwenken kann, um dadurch den Arbeitswinkel einzustellen. Die Positionierungsvorrichtung 70 ist im Fach 213 montiert und ist mit dem Kopf 22 in Eingriff.
Die Positionierungsvorrichtung 70 weist einen Verschiebe-Knopf 71, ein elastisches Element 72 und eine Sperrklinke bzw. ein Sperrglied (kurz: Sperrklinke) 73 auf. Der Verschiebe-Knopf 71 ist im Fach 213 aufgenommen und ist entlang der Verschiebungsachse verschiebbar, die senkrecht zur ersten Achse L1 ist. Der Verschiebe-Knopf 71 weist eine gestufte Nut 711 auf, die eine variierende Tiefe, welche entlang der Verschiebungsachse variiert, entlang der ersten Achse L1 hat. Genauer gesagt, ändert sich die Tiefe der gestuften Nut 711 des Verschiebe-Knopfes 71 entlang der ersten Achse L1 von einem bis zum einen anderen Ende des Verschiebe-Knopfes 71 entlang der Verschiebungsachse. Das elastische Element 72 ist zwischen einer Bodenwand des Faches 213 und dem Verschiebe-Knopf 71 montiert. Die Sperrklinke 73 ist in der Passage 217 aufgenommen, stößt an die gestufte Nut 711 des Verschiebe-Knopfs 71 an und ist mit dem Verzahnungsabschnitt 222 des Kopfes 22 in Eingriff. Wenn der Verschiebe-Knopf 71 in dem Fach 213 entlang der Verschiebungsachse verschoben wird, verschiebt sich die Sperrklinke 73 entlang der variierenden Tiefe der gestuften Nut 711, sodass sie sich entlang der ersten Achse L1 bewegt, um dadurch einen Eingriffsverhältnis zwischen der Sperrklinke 73 und Verzahnungsabschnitt 222 des Kopfes 22 zu ändern.
Genauer gesagt, wenn ein Anwender den Verschiebe-Knopf 71 drückt, um das elastische Element 72 zusammenzudrücken, wird die Sperrklinke 73, die sich entlang der variierenden Tiefe der gestuften Nut 711 des Verschiebe-Knopfes 73 bewegt, entlang der ersten Achse L1 verschoben und kommt mit dem Verzahnungsabschnitt 222 des Kopfes 22 außer Eingriff, und die Verbindungsstange 21 ist zwischen der ersten Position und der zweiten Position schaltbar. Wenn der Anwender aufhört, den Verschiebe-Knopf 71 zu drücken, drückt die Rückstellkraft des elastischen Elements 72 auf den Verschiebe-Knopf 71. Die Sperrklinke 73 verschiebt sich entlang der ersten Achse L1, um mit dem Verzahnungsabschnitt 222 des Kopfes 22 erneut in Eingriff zu kommen, wodurch die die Positionierungsfunktion ausgeführt wird.
Insbesondere, nach dem der Anwender die Einstell-Vorrichtung 40 verwendet hat, um diese gegen die Drehmomentvorrichtung 30 zu drücken, um den Anfangs-Drehmomentwert zu setzen, wenn die Verbindungsstange 21 in der ersten Position ist und der Anfangs-Drehmomentwert gesetzt ist, wird die Bedienungs-Einheit 52 in den ersten Modus geschaltet, um den ersten korrigierten Drehmomentwert zu erhalten. Der Anwender kann den ersten korrigierten Drehmomentwert, welcher der reelle, durch den Drehmomentschlüssel in der ersten Position bereitgestellte Drehmomentwert ist, auf der Anzeige-Einheit 53 sehen bzw. von der Anzeige-Einheit 53 ablesen. Wenn der Anwender die Verbindungsstange 21 von der ersten Position in die zweite Position umschaltet, wird der Anfangs-Drehmoment geändert, wenn der erste Hebelarm A1 zum zweiten Hebelarm A2 geändert wird. Die Bedienungs-Einheit 52 wird in den zweiten Modus umgeschaltet, um den zweiten korrigierten Drehmomentwert zu erhalten, und der Anwender kann den zweiten korrigierten Drehmomentwert, welcher der reelle, durch den Drehmomentschlüssel in der zweiten Position bereitgestellte Drehmomentwert ist, auf der Anzeige-Einheit 53 sehen. Daher kann der Drehmomentschlüssel, nachdem der Arbeitswinkel geändert wurde, den korrigierten Drehmomentwert digital ohne Verwendung von anfälligen elektronischen Elementen anzeigen. Die Herstellungskosten können daher reduziert werden, sodass den Verbrauchern ein Drehmomentschlüssel mit einem hohen Leistung/Preis-Verhältnis bereitgestellt wird.
Wenn die Verbindungsstange 21 in der ersten Position ist, verwendet der Anwender zuerst die Einstell-Vorrichtung 40, um gegen die Drehmomentvorrichtung 30 zu drücken, um den Anfangs-Drehmomentwert zu setzen. Die Bedienungs-Einheit 52 kann nämlich selektiv in dem ersten Modus bzw. in dem zweiten Modus sein, entsprechend der ersten Position bzw. der zweiten Position der Verbindungsstange 21. Genauer gesagt, wählt der Anwender einen passenden von dem ersten Modus und dem zweiten Modus entsprechend dem ersten Hebelarm A1 bzw. dem zweiten Hebelarm A2 in der ersten Position bzw. in der zweiten Position. Der erste korrigierte Drehmomentwert, welcher der reelle, durch den Drehmomentschlüssel bereitgestellte Drehmomentwert ist, kann erhalten bzw. erfasst werden, wenn die Bedienungs-Einheit 52 in den ersten Modus geschaltet ist, und kann auf der Anzeige-Einheit 53 von dem Anwender gesehen werden. In dieser Ausführungsform, wenn die Verbindungsstange 21 in der ersten Position relativ zum Kopf 22 ist, fällt die erste Achse L1 mit der zweiten Achse L2 zusammen. Daher ist der erste Korrektur-Koeffizient (gleich) 1. Genauer gesagt, ist der erste korrigierte Drehmomentwert gleich dem Anfangs-Drehmomentwert.
Wenn der Anwender beabsichtigt, den Arbeitswinkel zu ändern, wird der Verschiebe-Knopf 71 gedrückt, um das elastische Element 72 zusammenzudrücken. Die Sperrklinke 73 verschiebt sich entlang der gestuften Nut 711 des Verschiebe-Knopfes 71 und verschiebt sich daher entlang der ersten Achse L1, um mit dem Verzahnungsabschnitt 222 des Kopfes 22 außer Eingriff zu kommen. Die Verbindungsstange 21 ist relativ zum Kopf 22 von der ersten Position zur zweiten Position drehbar. Wenn der Anwender aufhört, den Verschiebe-Knopf 71 zu drücken, ist die Verbindungsstange 21 in der zweiten Position positioniert. Die Verbindungsstange 21 kann entsprechend in der ersten Position bzw. in der zweiten Position relativ zum Kopf 22 eingestellt werden, wobei eine unbeabsichtigte Bewegung der Verbindungsstange 21 vermieden wird, während eine einfache Betätigung bzw. Handhabung der Arbeitswinkel-Änderung bereitgestellt ist.
Zu dem Zeitpunkt ist die Verbindungsstange 21 in der zweiten Position eingestellt und ist der erste Hebelarm A1 zum zweiten Hebelarm A2 geändert, was eine Änderung des Drehmomentwertes hervorruft. In dieser Ausführungsform bildet die erste Achse L1 einen Winkel von 15° zur zweiten Achse L2, sodass der zweite Korrektur-Koeffizient ungefähr 0.97 beträgt. Unter der Annahme, dass der erste Hebelarm A1 gleich 1 ist, wenn der Winkel zwischen der ersten Achse L1 und der zweiten Achse L2 im Wert von 15° ist, ist der zweite Hebelarm A2 gleich dem ersten Hebelarm A1 multipliziert mit cos15°. Daher ist der zweite korrigierte Drehmomentwert ungefähr 97% des ersten korrigierten Drehmomentwertes. Wenn die Bedienungs-Einheit 52 in den zweiten Modus geschaltet ist, kann der zweite korrigierte Drehmomentwert erhalten werden und kann auf der Anzeige-Einheit 53 von einem Anwender gesehen bzw. abgelesen werden. Demzufolge muss der Anwender den Griff 41 drehen, um die Drück-Kraft auf das Vorspann-Element 32 zu erhöhen, sodass der zweite korrigierte Drehmomentwert, der auf der Anzeige-Einheit 53 angezeigt ist, gleich dem gewünschten Anfangs-Drehmomentwert ist. Durch solche Anordnung, sogar wenn Verbindungsstange 21 in der zweiten Position relativ zum Kopf 22 positioniert ist und eine Änderung des ersten Hebelarmes A1 zum zweiten Hebelarm A2 hervorruft, kann der Anwender genau den Drehmomentwert des Drehmomentschlüssel steuern bzw. regeln.
Wenn die Verbindungsstange 21 von der ersten Position zurück in die erste Position relativ zum Kopf 22 geschaltet wird und die Bedienungs-Einheit 52 in den ersten Modus geschaltet ist, ist der erste korrigierte Drehmomentwert, der auf der Anzeige-Einheit 53 angezeigt wird, ungefähr 103% des Anfangs-Drehmomentwertes, da der zweite Hebelarm A2 zurück zum Hebelarm A1 geändert wird. Der Anwender muss den Griff 41 drehen, um die Drück-Kraft auf das Vorspann-Element 32 zu verringern, bis der erste korrigierte Drehmomentwert, der auf der Anzeige-Einheit 53 angezeigt wird, dem Anfangs-Drehmomentwert gleich ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6722235 [0004]
US 6981436 [0005, 0008]

Claims

Ein Drehmomentschlüssel, aufweisend: einen Körper (10), der ein erstes Ende (101) und ein zweites Ende (102) aufweist, eine Antriebs-Vorrichtung (20), die eine Verbindungsstange (21) und einen Kopf (22) aufweist, wobei die Verbindungsstange (21) mit dem ersten Ende (101) des Körpers (10) drehbar verbunden ist, wobei die Verbindungsstange (21) ein Dreh-Ende (211) und ein Anstoß-Ende (212) aufweist, wobei das Dreh-Ende (211) drehbar mit dem Kopf (22) verbunden ist, wobei die Verbindungsstange (21) relativ zum Kopf (22) zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position drehbar ist, wobei der Drehmomentschlüssel einen ersten Hebelarm (A1) hat, wenn die Verbindungsstange (21) in der ersten Position ist, und wobei der Drehmomentschlüssel einen zweiten Hebelarm (A2) hat, wenn die Verbindungsstange (21) in der zweiten Position ist, eine Drehmomentvorrichtung (30), die am Körper (10) montiert ist und gegen das Anstoß-Ende (212) der Verbindungsstange (21) drückt, eine Einstell-Vorrichtung (40), die am zweiten Ende (102) des Körpers (10) beweglich montiert ist und mit der Drehmomentvorrichtung (30) zum Setzen eines Anfangs-Drehmomentwertes betriebsmäßig verbunden ist, und eine Bedienungs-Vorrichtung (50), die am Körper (10) montiert ist, wobei die Bedienungs-Vorrichtung (50) eine Messeinheit (51), eine Bedienungs-Einheit (52), und eine Anzeige-Einheit (53) aufweist, wobei die Messeinheit (51), die Bedienungs-Einheit (52) und die Anzeige-Einheit (53) elektrisch miteinander verbunden sind, wobei die Messeinheit (51) zum Messen des Drehmomentwertes konfiguriert ist, wobei die Bedienungs-Einheit (52) einen ersten Modus und einen zweiten Modus hat, wobei, wenn die Bedienungs-Einheit (52) in dem ersten Modus ist, die Bedienungs-Einheit (52) den Anfangs-Drehmomentwert mit einem ersten Korrektur-Koeffizient, entsprechend dem ersten Hebelarm (A1), multipliziert, um einen ersten korrigierten Drehmomentwert zu erhalten, wobei, wenn die Bedienungs-Einheit (52) in dem zweiten Modus ist, die Bedienungs-Einheit (52) den Anfangs-Drehmomentwert mit einem zweiten Korrektur-Koeffizient, entsprechend dem zweiten Hebelarm (A2), multipliziert, um einen zweiten korrigierten Drehmomentwert zu erhalten, und wobei die Anzeige-Einheit (53) den ersten korrigierten Drehmomentwert oder den zweiten Drehmomentwert anzeigt, entsprechend dem ersten Modus oder dem zweiten Modus der Bedienungs-Einheit (52).
Der Drehmomentschlüssel gemäß Anspruch 1, wobei der Körper (10) ein hohles zylinderförmiges Element ist, wobei die Verbindungsstange (21) sich entlang einer ersten Achse (L1) erstreckt, wobei das Dreh-Ende (211) von dem Anstoß-Ende (212) entlang der ersten Achse (L1) beabstandet ist, wobei der Kopf (22) daran angepasst ist, um ein Befestigungselement zum Drehen um eine Drehachse anzutreiben, wobei der Kopf (22) sich entlang einer zweiten Achse (L2) erstreckt, die senkrecht zur Drehachse ist, wobei das Dreh-Ende (211) der Verbindungsstange (21) von der Rotationsachse entlang der zweiten Achse (L2) beabstandet ist, wobei die erste Achse (L1) mit der zweiten Achse (L2) zusammenfällt, wenn die Verbindungsstange (21) in der ersten Position ist, wobei, wenn die Verbindungsstange (21) in der zweiten Position ist, die erste Achse (L1) einen Winkel von 15° zur zweiten Achse (L2) bildet, und wobei die Drehmomentvorrichtung (30) elastisch gegen das Anstoß-Ende (212) der Verbindungsstange (21) drückt.
Der Drehmomentschlüssel gemäß Anspruch 2, wobei ein Fach (213) in dem Dreh-Ende (211) der Verbindungsstange (21) definiert ist und sich entlang einer Verschiebungsachse erstreckt, die senkrecht zur ersten Achse (L1) ist, wobei das Dreh-Ende (211) der Verbindungsstange (21) zwei Arme (214) aufweist, die eine Dreh-Nut (215) zwischen ihnen definieren, wobei die Dreh-Nut (215) mit dem Fach (213) über eine Passage (217) in gegenseitiger Verbindung ist, wobei der Kopf (22) einen Dreh-Abschnitt (221) aufweist, der in der Dreh-Nut (215) zwischen den zwei Armen (214) aufgenommen ist, wobei der Drehmomentschlüssel ferner aufweist: ein Dreh-Element (60), das sich zwischen den zwei Armen (214) und dem Dreh-Abschnitt (221) erstreckt, sodass die Verbindungsstange (21) sich relativ zum Kopf (22) zwischen der ersten Position und der zweiten Position drehen kann, und eine Positionierungsvorrichtung (70), die in dem Fach (213) montiert ist und mit dem Dreh-Abschnitt (221) des Kopfes (22) im Eingriff ist, um die Verbindungsstange (21) in die erste Position oder in die zweite Position einzustellen.
Der Drehmomentschlüssel gemäß Anspruch 3, wobei der Dreh-Abschnitt (221) des Kopfes (22) einen Verzahnungsabschnitt (222) aufweist, wobei die Positionierungsvorrichtung (70) einen Verschiebe-Knopf (71), ein elastisches Element (72) und eine Sperrklinke (73) aufweist, wobei der Verschiebe-Knopf (71), der in dem Fach (213) aufgenommen ist, entlang der Verschiebungsachse, die senkrecht zur ersten Achse (L1) ist, verschiebbar ist und eine gestufte Nut (711) aufweist, die eine variierende Tiefe, die entlang der Verschiebungsachse variiert, entlang der ersten Achse (L1) hat, wobei das elastische Element (72) zwischen einer Bodenwand des Faches (213) und dem Verschiebe-Knopf (71) montiert ist, wobei die Sperrklinke (73) in der Passage (217) aufgenommen ist, an die gestufte Nut (711) des Verschiebe-Knopfes (71) anstößt und mit dem Verzahnungsabschnitt (222) des Kopfes (22) in Eingriff ist, wobei, wenn der Verschiebe-Knopf (71) sich in dem Fach (213) entlang Verschiebungsachse verschiebt, die Sperrklinke (73) entlang der variierenden Tiefe der gestuften Nut (711) verschoben wird, sodass sie sich entlang der ersten Achse (L1) bewegt, um dadurch ein Eingriffsverhältnis zwischen der Sperrklinke (73) und dem Verzahnungsabschnitt (222) des Kopfes (22) zu ändern.
Der Drehmomentschlüssel gemäß Anspruch 4, wobei der Verzahnungsabschnitt (222) eine Vielzahl von Zähnen aufweist, wobei eine Vertiefung zwischen zwei benachbarten Zähnen definiert ist, wobei eine dritte Achse (L3) in einem Winkel von 15° zur ersten Achse (L1) durch eine einzige der Vertiefungen und eine Mittelachse des Dreh-Elements (60) passiert.
Der Drehmomentschlüssel gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Anstoß-Ende (212) der Verbindungsstange (21) eine Anstoß-Nut (216) aufweist, wobei die Drehmomentvorrichtung (30) ein Kupplungselement (31) und ein Vorspann-Element (32) aufweist, wobei das Kupplungselement (31) durch eine Vorspannkraft vorgespannt ist, die durch das Vorspann-Element (32) bereitgestellt ist, um mit der Anstoß-Nut (216) lösbar in Eingriff zu sein, wobei das Vorspann-Element (32) zwischen dem Kupplungselement (31) und der Einstell-Vorrichtung (40) montiert ist, wobei die Vorspannkraft des Vorspann-Elements (32), die auf das Kupplungselement (31) ausgeübt wird, als Reaktion auf eine Verschiebung der Einstell-Vorrichtung (40) relativ zum Körper (10) einstellbar ist, um dadurch den Anfangs-Drehmomentwert zu setzen, und wobei das Kupplungselement (31) mit der Anstoß-Nut (216) außer Eingriff kommt, wenn eine Kraft größer als der Anfangs-Drehmomentwert auf den Drehmomentschlüssel ausgeübt wird.
Der Drehmomentschlüssel gemäß Anspruch 6, wobei die Einstell-Vorrichtung (40) einen Griff (41), ein Gewinde-Element (42), eine Gewindestange (43) und ein Drück-Element (44) aufweist, wobei der Griff (41) am zweiten Ende (102) des Körpers (10) drehbar montiert ist, wobei das Gewinde-Element (43) in dem Griff (41) montiert ist und eine Schraubenöffnung (421) aufweist, wobei die Gewindestange (43) sich durch die Schraubenöffnung (421) des Gewinde-Elements (42) erstreckt und durch Gewinde mit derselben verbunden ist, wobei die Gewindestange (43) relativ zum Gewinde-Element (42) entlang der ersten Achse (L1) bewegbar ist, wobei das Drück-Element (44) an einem Ende der Gewindestange (43) gegenüberliegend des Gewinde-Elements (42) montiert ist, wobei das Drück-Element (44) eine auf das Vorspann-Element (32) ausgeübte Drück-Kraft einstellt, die als eine Reaktion auf eine Verschiebung der Gewindestange (43) relativ zum Gewinde-Element (42) entlang der ersten Achse (L1) auf das Vorspann-Element (32) ausgeübt wird.
Der Drehmomentschlüssel gemäß Anspruch 7, wobei die Einstell-Vorrichtung (40) ferner einen Indikator (45) aufweist, der am Drück-Element (44) montiert ist, wobei die Messeinheit (51) eine Verschiebung des Indikators (45) erfasst, die mit der Verschiebung der Gewindestange (43) entlang der ersten Achse (L1) zusammenhängt, wodurch der Anfangs-Drehmomentwert gemessen wird, der durch Drücken des Drück-Elements (44) gegen das Vorspann-Element (32) gesetzt wird.
Der Drehmomentschlüssel gemäß Anspruch einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Bedienungs-Einheit (52) einen ersten Knopf (521), einen zweiten Knopf (522), einen dritten Knopf (523) aufweist, wobei der erste Knopf (521) konfiguriert ist, um die Bedienungs-Einheit (52) in den ersten Modus zu setzen und den ersten korrigierten Drehmomentwert auf der Anzeige-Einheit (53) anzuzeigen, wobei der zweite Knopf (522) konfiguriert ist, um die Bedienungs-Einheit (52) in den zweiten Modus zu setzen und den zweiten korrigierten Drehmomentwert auf der Anzeige-Einheit (53) anzuzeigen, wobei der erste korrigierte Drehmomentwert und der zweite Drehmomentwert auf der Anzeige-Einheit (53) in einer von zwei Einheiten angezeigt werden können, und wobei der dritte Knopf (523) konfiguriert ist, um den ersten korrigierten Drehmomentwert oder den zweiten Drehmomentwert, welche auf der Anzeige-Einheit (53) angezeigt werden, zwischen den zwei Einheiten zu schalten.
Der Drehmomentschlüssel gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Bedienungs-Einheit (52) eine Leiterplatte ist.