DE20111326U1

DE20111326U1 - Hydraulischer Kraftschrauber

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Publication number: DE20111326U1
Application number: DE20111326U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-07-07
Filing date: 2001-07-07
Publication date: 2001-09-27
Anticipated expiration: 2011-07-08
Also published as: EP2113341A2; DE20112833U1; ES2416106T3; EP2113341A3; EP2113341B1

Description

Hydraulischer Kraftschrauber

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Kraftschrauber mit einem Antriebsteil und einem Funktionsteil·, wobei der Funktionsteil eine von einem Ratschenhebel angetriebene Welle aufweist, in der eine Mitnahmevorrichtung und ein das Torsionseiement ermitteinder Messabschnitt vorgesehen sind.

Ein hydrauiischer Kraftschrauber dieser Art ist bekannt aus DE 296 07 207. Bei diesem Kraftschrauber erstreckt sich die Welle quer durch das Gehäuse des Funktionsteils hindurch. Außerhalb des Gehäuses ist an der Welle ein torsionsfähiger Messabschnitt vorgesehen. In diesem Messabschnitt ist ein Torsionssensor in Form mehrerer Dehnmessstreifen auf der Welle befestigt. Der Torsionssensor bildet eine elektrische Widerstandsanordnung, deren Widerstand von dem Torsionsmoment abhängig ist. Am Ende der Welle befindet sich eine Mitnahmevorrichtung, die mit einem Werkzeug oder mit einem Schraubenkopf gekuppelt werden kann.

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Dieser Kraftschrauber mit Messzelle ermöglicht es, das auf die Schraube einwirkende Torsionsmoment zu messen, wodurch das Anzugs-Drehmoment direkt an der Schraubverbindung ermittelt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Kraftschrauber mit Antriebsteil, Funktionsteil und einem an einer Welle vorgesehenen Messabschnitt zu schaffen, der in axialer Richtung der Schraube geringe Abmessungen hat und somit auch bei geringer Kopfhöhe (über der Schraube) einsetzbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Hiernach ist der Messabschnitt mindestens teilweise in dem von dem Gehäuse umschlossenen Bereich der Welle angeordnet. Der Messabschnitt befindet sich also in dem von dem Gehäuse überdeckten Bereich oder ragt mindestens in diesen Bereich hinein. Dies hat zur Folge, dass die Welle einen geringen axialen Überstand über das Gehäuse hat und dass die Gesamtlänge der Welle sehr gering ist, so dass der Kraftschrauber auch an engen Stellen eingesetzt werden kann, bei der über der Schraube nur eine geringe Kopfhöhe vorhanden ist.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Messabschnitt in einem Hohlraum der Welle gebildet. Hierbei ist der Torsionssensor des Messabschnitts an der Innenwand des Hohlraums befestigt. Hierbei wird an der Außenseite der Welle kein Platz für den Torsionssensor benötigt. Dieser kann sich mit einer Verzahnung überlappen, die an der Außenseite der Welle vorgesehen ist und an der der Ratschenhebel angreift. Somit erfordert der Messabschnitt der Welle keinerlei zusätzliche Länge. Hinzukommt, dass in dem Hohlraum der Torsionssensor vor äußeren Einflüssen geschützt untergebracht ist und dass eine

zusätzliche Kapselung des Messabschnitts nicht erforderlich ist.

Vorzugsweise ist die Mitnahmevorrichtung der Welle als Schlüsselnuss ausgebildet, die unmittelbar auf einen Schraubenkopf aufgesetzt werden kann. Hierbei wird der Überstand der Welle über das Gehäuse auf ein Mindestmaß reduziert. Der Hohlraum der Schlüsselnuss kann sich bis in das Gehäuse hinein erstrecken. Alternativ ist es auch möglich, die Mitnahmevorrichtung beispielsweise als Vierkant auszubilden, auf den eine Schlüsselnuss aufgesteckt werden kann. Hierbei wird jedoch die Länge der Welle einschließlich der Schlüsselnuss größer.

An dem Gehäuse kann ein Winkelsensor vorgesehen sein, der den Drehwinkel der Welle ermittelt. Hierbei erfolgt außer der direkten Drehmomentmessung im Innern des Gerätes auch gleichzeitig eine direkte Drehwinkelmessung. Durch die Integration des Winkelsensors in den Kraftschrauber wird die Flachbauweise nicht wesentlich beeinträchtigt, so dass die direkte Messung auch bei extrem beengten Platzverhältnissen durchgeführt werden kann. Es hat sich herausgestellt, dass die Kombinationsmessung von Drehmoment und Drehwinkel das genaueste Anzugsverfahren für hochsensible Schraubverbindungen ermöglicht.

Der Winkelsensor ist vorzugsweise in einer Kappe angeordnet, die das eine Ende der Welle umschließt. Auf diese Weise besteht ein Schutz des Winkelsensors vor mechanischen Beschädigungen und Verschmutzung. Zum anderen kann die seitliche Erweiterung des Gehäuses durch die Kappe relativ kleingehalten werden. Durch die Kappe hindurch kann eine Datenübertragung erfolgen, entweder mit Hilfe von Schleifringen oder durch drahtlose Übertragung.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht des Kraftschraubers, teilweise geschnitten, und

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1.

Der Kraftschrauber weist einen Antriebsteil 10 und einen Funktionsteil 11 auf. Der Antriebsteil 10 ist auswechselbar an dem Funktionsteil 11 befestigt. Der Antriebsteil 10 enthält einen (nicht dargestellten) hydraulischen Zylinder, in welchem ein Kolben verschiebbar ist. Der Antriebsteil 10 weist auf dem Zylindergehäuse 12 eine schwenkbare Anschlussvorrichtung 13 für Hydraulikschläuche auf.

Der Funktionsteil 11 weist ein Gehäuse 14 auf, das hier aus zwei zusammengesetzten Gehäusehälften 14a und 14b besteht. In dem Gehäuse 14 befindet sich ein Hohlraum 15, in welchem ein (nicht dargestellter) Ratschenhebel von dem Antriebsteil 10 hin- und hergeschwenkt werden kann. In einer Querbohrung 16, die sich durch das Gehäuse 14 erstreckt, ist eine Welle 17 drehbar gelagert. Diese Welle 17 weist im Innern des Gehäuses 14 eine umlaufende Verzahnung 18 auf, in die eine Verzahnung des Ratschenhebels eingreift. Auf diese Weise wird bei jedem Hub des Antriebsteil 10 die Welle 17 um einen bestimmten Winkelbetrag um ihre Achse gedreht. Dann erfolgt der Rückhub des Ratschenhebels, bei dem die Welle 17 nicht mitgenommen wird.

Die Welle 17 weist an einem Ende eine Mitnahmevorrichtung 20 auf, die hier als Schlüsselnuss ausgebildet ist und eine Einst eckausnehmung 21 von sechseckigem Querschnitt bildet. Die Einsteckausnehmung 21 befindet sich in dem aus dem Gehäuse 14 vorstehenden Teil der Welle 17 und erstreckt sich bis in das Gehäuse 14 hinein. Auf diese Weise kann der aus dem Gehäuse vorstehende Teil der Welle relativ kurz gehalten werden. Die Einsteckausnehmung 21 geht in einen Hohlraum 22 über, der in der Welle 17 gebildet ist. An der Umfangswand des Hohlraums 22 befindet sich der Torsionssensor 23 in Form von Dehnmessstreifen, die auf die Umfangswand aufgeklebt sind. Zwischen der Einsteckausnehmung 21 und dem Hohlraum 22 befindet sich ein nach innen vorstehender Ringflansch 24, der den Torsionssensor 23 gegen externe Eingriffe schützt. Der den Torsionssensor 23 tragende Bereich der Welle 17 bildet den Messabschnitt 25. Der Hohlraum 22 bildet eine axiale Verlängerung der Einsteckausnehmung 21. Wenn die Einsteckausnehmung 21 auf eine zu drehende Schraubenmutter aufgesetzt wird, kann der Hohlraum 22 den aus der Mutter hervorstehenden Schraubenschaft aufnehmen. Daher kann die Einsteckausnehmung 21 eine relativ geringe axiale Länge haben. Alternativ kann die Einsteckausnehmung auch zur Aufnahme des Schafts einer Schlüsselnuss dienen bzw. als Vierkantöffnung ausgebildet sein.

An den Hohlraum 22 schließt sich ein kegelstumpfförmiger Übergang 26 an, der in einen Aufnahmeraum 27 mündet, in welchem ein Datenübertragungselement 28 enthalten ist. Von dem Torsionssensor 23 erstreckt sich ein Kabelkanal 29 zu dem Datenübertragungselement 28. Das Datenübertragungselement 28 ist beispielsweise eine Schleifringanordnung, welche ein externes Kabel mit dem Torsionssensor 23, der mit der Welle 17 drehbar ist, verbindet. Alternativ kann die Übertragung auch drahtlos erfolgen. Das Kabel 30 führt zu einem Kabelanschluss 31 (Fig.

1) , der an einem Auslegerarm 32 des Gehäuses 14 vorgesehen ist und an den ein Steuer- oder Messgerät angeschlossen werden kann.

Der hydraulische Kraftschrauber ist ferner mit einer Drehwinkel-Messvorrichtung 33 ausgestattet. Diese weist eine Codescheibe 34 auf, welche auf dem der Einsteckausnehmung 21 abgewandten Ende der Welle 17 befestigt ist, und einen Winkelsensor 35, der auf die Striche der Codescheibe 34 reagiert und dadurch den Drehwinkel der Welle ermittelt. Der Winkelsensor 35 besteht aus einer Gabel-Lichtschranke, in die die radial von der Welle abstehende Codescheibe 34 hineinragt.

Der Winkelsensor 35 ist in einer Kappe 36 enthalten, die auf einen Teil des Gehäuses 14 aufgesetzt und mit Schrauben 37 befestigt ist. Die Kappe 36 umschließt das an der Einsteckausnehmung 21 abgewandte rückwärtige Ende der Welle 17 und bildet gleichzeitig ein Schutzgehäuse für dieses Wellenende und die Winkelmessvorrichtung 33. Von dem Winkelsensor 35 führt ein Kabel 38 zu dem Kabelanschluss 31, so dass sowohl der Torsionssensor 23 als auch der Winkelsensor 35 an dem Kabelanschluss 31 elektrisch zugänglich ist.

Unter ständiger Messung des Torsionsmoments der Welle 17 und des Drehwinkels dieser Welle kann eine exakte Steuerung des Betriebes des Kraftschraubers erfolgen und insbesondere eine zielgerechte Erreichung des gewünschten Schraubenanzugsmoments. Es ist auch möglich, die während eines Schraubenanzugsvorganges gemessenen Daten zu speichern und in einem Speicher abzulegen, um den Schraubvorgang später dokumentieren zu können. Dies ist besonders beim Anziehen sicherheitsrelevanter Schrauben wichtig.

Claims

1. Hydraulischer Kraftschrauber mit einem Antriebsteil (10) und einem Funktionsteil (11), der ein Gehäuse (14) aufweist, welches einen vom Antriebsteil (10) angetriebenen Ratschenhebel enthält, wobei der Ratschenhebel eine quer durch das Gehäuse (14) verlaufende Welle (17) antreibt, die eine Mitnahmevorrichtung (20) und einen das Torsionsmoment ermittelnden Messabschnitt (25) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Messabschnitt (25) mindestens teilweise in dem von dem Gehäuse (14) umschlossenen Bereich der Welle (17) angeordnet ist.

2. Kraftschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messabschnitt (25) an einem Hohlraum (22) der Welle (17) gebildet ist.

3. Kraftschrauber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (22) sich unmittelbar an eine Einsteckausnehmung (21) der Mitnahmevorrichtung (20) anschließt.

4. Kraftschrauber nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuse (14) ein Winkelsensor (35) vorgesehen ist, der den Drehwinkel der Welle (17) ermittelt.

5. Kraftschrauber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelsensor (35) in einer Kappe (36) angeordnet ist, die das ein Ende der Welle (17) umschließt.

6. Kraftschrauber nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelsensor (35) mit einer Codescheibe (34) zusammenwirkt, die auf dem Ende der Welle (17) befestigt ist.

7. Kraftschrauber nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ende der Welle (17) ein Datenübertragungselement (28) angeordnet ist.