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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drahtlosübertragungs-Drehmomentschlüssel mit Winkelausrichtungskorrektur und insbesondere einen Drehmomentschlüssel, welcher ein Drehmoment und eine Winkellage oder Orientierung detektiert und zur drahtlosen Übertragung von gemessenen Daten auf ein entferntes elektronisches Gerät zur anschließenden Verwendung und Verwaltung in der Lage ist.
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2. Stand der Technik
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Ein Drehmomentschlüssel wird bei der Montage- und Wartungsarbeit im Maschinenbau häufig zum Anziehen oder Lösen von Gewindebefestigungselementen wie beispielsweise Schraubenmuttern verwendet, die an einer Maschine oder einem mechanischen Teil befestigt sind. Für den Hochpräzisionsmaschinenbau müssen jedoch Gewindebefestigungselemente unter Beachtung vorgegebener Verfahrensabläufe mit vorgegebenen Drehmomentniveaus angezogen oder gelöst werden. Eine unsachgemäße Handhabung bei dem manuellen Anwenden von Drehmoment kann unbeabsichtigt Schäden oder Brüche des Gewindebefestigungselements oder Gewindelochs verursachen und kann so zu unerwünschten Schäden in der Funktion und der Betriebsgenauigkeit der Maschine führen. Die herkömmlichen Drehmomentschlüssel sind zum Detektieren und Darstellen eines Werts des Drehmoments in Echtzeit während der Anwendung des Drehmoments im Betrieb nicht in der Lage, sodass ein Benutzer das Niveau des angewandten Drehmoments nicht wahrnehmen kann und sich auf seine Erfahrung und Sorgfalt bei der Betätigung des Handwerkzeugs oder pneumatischen Werkzeugs verlassen muss. Dies kann zu einer nicht sachgerechten Anwendung von Drehmoment durch menschliche Fehler bei der Ausübung des Drehmoments führen.
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Ferner muss ein Drehmomentschlüssel bei seiner Betätigung häufig in einem bestimmen Horizontalwinkel gehalten werden. Wenn die Ratsche oder der Steckschlüsseleinsatz nicht auf einen gewünschten und geeigneten Horizontalwinkel eingestellt sind, können eine Schraube oder eine Mutter, die angezogen werden, durch einen Gewindebruch Schaden nehmen. Bisher verlässt sich ein geübter Benutzer vollständig auf seine oder ihre Erfahrung bei der Kontrolle des Horizontalwinkels, und eine effektive Verwaltung und Alarmfunktion kann nicht realisiert werden.
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Im Hinblick darauf sind Drehmomentschlüssel mit Drehmomentsensoren und/oder Winkelsensoren und Darstellungs- und Alarmgeräten auf dem Markt verfügbar, die zu einem gewissen Grad die Probleme im Hinblick auf das Darstellen des Drehmoments und die Alarmfunktion verbessern können, die bei der Betätigung eines Drehmomentschlüssels auftreten. Eine Kontrolle und Verwaltung der Ausübung von Drehmoment kann jedoch tatsächlich nicht durchgeführt werden, wenn die Anzeigevorrichtung oder der Alarm Fehlfunktionen haben oder wenn der Benutzer absichtlich die von diesen Geräten erzeugten Botschaften oder Notizen ignoriert. Dies gilt insbesondere für große Werkstätten, beispielsweise große Maschinenmontagewerkstätten und Automobilfabriken, wo eine Anzahl von Arbeitsstationen eingerichtet ist und eine Anzahl von Benutzern in diesen Arbeitsstationen waltet, sodass die Verwaltung und Kontrolle der sachgemäßen Betätigung des Drehmomentschlüssels mit der richtigen Ausübung von Drehmoment extrem schwierig wird, wobei eine derartige Kontrolle nur im Hinblick auf die Drehmomentanwendung des Geräts und die Alarmvorrichtung jedes einzelnen Benutzers durchführbar ist. Dies verringert den gewerblichen Wert solcher Geräte.
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Es sind auch andere Dokumente aus dem Stand der Technik in diesem Gebiet bekannt. Beispielsweise offenbart das
taiwanesische Patent Nr. I300027 einen Drehmomentschlüssel mit einem Antriebskopf, der mit einer Drehmomentdarstellungsvorrichtung ausgestattet ist, und das
taiwanesische Patent Nr. I307305 offenbart eine digitale Alarmvorrichtung für Drehmomentschlüssel. Beide taiwanesischen Patente illustrieren herkömmliche Lösungen zur Montage von Drehmomentdetektions-/Darstellungs- oder Alarmvorrichtungen auf Drehmomentschlüsseln zum Zweck der Realisierung einer Drehmomentdetektion. Diese bekannten Geräte sind jedoch nur zur Drehmomentdetektion und Darstellung sowie zur Alarmdetektion für einzelne Benutzer anwendbar und eine zentralisierte Verwaltung und Kontrolle ist nicht möglich. Sie leiden im Hinblick auf den gewerblichen Nutzen, ihre Anwendung für die zentralisierte Verwaltung und Kontrolle unter den gleichen Problemen.
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Zudem offenbart das
taiwanesische Gebrauchsmuster Nr. M377299 einen Werkzeuganschluss mit Winkelmessfunktion, wobei der Drehmomentschlüssel einen herkömmlichen Aufbau hat und mit einer Drehmoment-/Horizontalwinkeldetektion, einem Display und einer Alarmfunktion für die Detektion des Winkels ausgestattet ist. Ein solches Gerät ist jedoch für die Detektion, Darstellung und Ausgabe von Alarmsignalen im Zusammenhang mit Drehmomenten und Horizontalwinkeln nur für den persönlichen Nutzen sinnvoll. Es ist nicht möglich, in einer großen Werkstatt eine zentralisierte Kontrolle und Verwaltung im Hinblick auf die Drehmomentschlüssel bereitzustellen. Die gemeinsame und konsistente Kontrolle und Verwaltung der Nutzung der Drehmomentschlüssel kann nicht realisiert werden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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In bekannten Drehmomentschlüsseln mit Drehmomentdetektion und Darstellungs- und Alarmmitteln können, obwohl Darstellungs- und Alarmmittel vorgesehen sind, diese Darstellungs- und Alarmmittel Fehlfunktionen erleiden oder absichtlich von einem Benutzer ignoriert werden, wodurch sie nicht in Umgebungen angewandt werden können, in denen eine große Zahl von Benutzern arbeitet, was die Anwendbarkeit der herkömmlichen Drehmomentschlüssel, die mit Drehmomentdetektion, Darstellungs- und Alarmmitteln ausgestattet sind, einschränkt.
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Um die Probleme und Nachteile der herkömmlichen Geräte zu überwinden, stellt die vorliegende Erfindung einen Drahtlosübertragungs-Drehmomentschlüssel mit Winkelausrichtungskorrektur bereit umfassend wenigstens einen Schlüsselkopf, mit welchem ein Werkzeugkopf zum Koppeln mit einem Werkzeugteil, beispielsweise einem Steckschlüsselanschluss zur Anwendung von Drehmoment, verbunden ist, wenigstens einen Drehmoment-Dehnungsbalken, der mit dem Werkzeugkopf des Schlüsselkörpers verbunden ist, wenigstens einen Drehmomentsensor, der an dem Drehmomentdehnungsbalken montiert ist, um den Wert des auf den Drehmomentdehnungsbalken übertragenen Drehmoments zu detektieren, wenigstens einen Winkellagensensor, der innerhalb des Schlüsselkörpers liegt, um den Horizontalwinkel des Schlüsselkörpers und des Werkzeugkopfs zu detektieren, wenigstens einen Detektions- und Verarbeitungsschaltkreis, in dem Schlüsselkörper angeordnet ist und mit dem Drehmomentsensor und dem Winkelsensor verbunden ist, um das detektierte Drehmoment und den Winkel in digitale Drehmoment- und Winkeldaten zur Darstellung oder Ausgabe von Alarmsignalen und zur Übertragung der Drehmoment- und Winkeldaten in einer bidirektionalen drahtlosen Weise umzuwandeln, und wenigstens einen Steuerungsempfänger, der die Drehmoment- und Winkeldaten von dem Detektions- und Verarbeitungsschaltkreis zur anschließenden Verwendung empfängt.
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Die Wirksamkeit des Drahtlosübertragungs-Drehmomentschlüssels mit Winkelkorrektur nach der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere darin, dass neben der Bereitstellugn der Echtzeitdarstellung des präzischen Drehmoment- und Winkelwerts und der Alarmfunktion ein bidirektionale Drahtlosübertragung zwischen einem Detektions- und Verarbeitungsschaltkreis und einem Steuerungsempfänger hergestellt wird, um die Übertragung der Drehmomentdaten und Winkeldaten einer Gruppe von Drehmomentschlüssel in die Ferne zu ermöglichen. In anderen Worten können die Drehmoment- und Winkelwerte jedes Drehmomentschlüssels aus einer Vielzahl von Drehmomentschlüsseln in drahtloser Weise von einem Detektions- und Verarbeitungsschaltkreis, der in jedem Drehmomentschlüssel vorgesehen ist, auf einen gemeinsamen Steuerungsempfänger übertragen werden, und ferner von dem Steuerungsempfänger auf ein entferntes elektronisches Gerät, wie beispielsweise einen Computer (PC (einen persönlichen digitalen Assistenten (PDA), einen Notebookcomputer oder ähnliches zur nachfolgenden Anwendung und die Verwaltung übertragen werden, um so eine echte und präzise Verwaltung der ausgewählten Drehmomente und Winkellagen für jeden der Drehmomentschlüssel zu realisieren.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Die vorliegende Erfindung wird für den Fachmann durch die Lektüre der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen einsichtiger, wobei:
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1 eine Perspektivansicht ist, die eine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebauten Drehmomentschlüssel zeigt;
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2 eine Explosionsansicht des Drehmomentschlüssels gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
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3 eine Draufsicht von 2 ist;
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4 ein Blockdiagramm eines Detektions- und Verarbeitungsschaltkreises des Drehmomentschlüssels nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
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5 eine Perspektivansicht ist, die einen Steuerungsempfänger des Drehmomentschlüssels gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 eine Explosionsdarstellung des Steuerungsempfängers aus 5 ist;
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7 ein Blockdiagramm eines Empfängerschaltkreises des Steuerungsempfängers des Drehmomentschlüssels gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
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8 ein Blockdiagramm eines Empfängerschaltkreises des Steuerungsempfängers des Drehmomentschlüssels nach einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
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9 eine Perspektivansicht ist, die eine Anwendung des Drehmomentschlüssels der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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10 eine Perspektivansicht ist, die einen gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebauten Drehmomentschlüssel zeigt.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Bezugnehmend auf die Figuren und insbesondere auf die 1 bis 3 ist mit 100 ein gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebauter Drehmomentschlüssel bezeichnet. Der Drehmomentschlüssel 100 umfasst einen Schlüsselkörper 10, der ein Gehäuse 11 umfasst, einen Werkzeugkopf 12, wenigstens zwei Energiehaltebalken 13, 14 und eine Griffhülle 15. Das Gehäuse 11 bildet wenigstens eine Kammer 111 in sich. Das Gehäuse 11 ist teilweise aufgeschnitten, um in seiner Seitenwand eine vertiefte Öffnung 112 zu bilden. Das Gehäuse 11 bildet auch eine Vielzahl von Aussparungen 113 an seinem Ende. Das Gehäuse bildet auch eine Vielzahl von Durchbrüchen 114 in seinem Bodenbereich aus der Perspektive der Zeichnungen.
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Der Werkzeugkopf 12 hat ein Ende, welches einen Verbindungsabschnitt 121 zur Verbindung mit einem Ende des Gehäuses 11 bildet. Der Verbindungsabschnitt 121 bildet in sich eine Bohrung 121a und bildet auch einen Durchbruch 121b in seiner Umfangswand. Der Werkzeugkopf 12 ist mit einem Drehteil 122 ausgestattet, das in Vorwärtsrichtung und/oder in Rückwärtsrichtung drehbar ist und der Verbindung mit einem Werkzeugteil 200 dient. Das Werkzeugteil 200 ist nicht auf eine spezielle Form beschränkt und in der dargestellten Ausführungsform wurde ein Steckschlüsseleinsatz als Beispiel gewählt. Der Werkzeugkopf 12 ist ferner mit einem Auswahlknopf 123 ausgestattet, der von Hand nach rechts oder links geschaltet werden kann, um eine Drehung des Drehteils 122 in Vorwärtsrichtung oder Rückwärtsrichtung einzustellen.
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Die Energiehaltebalken 13, 14 sind in der Kammer 111 des Gehäuses 11 in einem Endbereich derselben aufgenommen und ergänzen einander in der aus der Perspektive der Figuren vertikalen Richtung. Die Energiehaltebalken 13, 14 haben Oberflächen, die Positionslöcher 131, 141 bilden. Ein Fixierungsclip 132 ist durch die Öffnung 112 des Gehäuses 11 von außen nach innen eingesteckt, um zur Fixierung der Energiehaltebalken 13, 14 im Inneren des Gehäuses 11 in die Positionierungslöcher 131, 141 einzugreifen. Die gepaarten Energiehaltebalken 13, 14 haben gegenüberliegende Ende, die jeweils eine positive Elektrodenfeder 133 und eine negative Elektrodenfeder 134 aufnehmen. Die Energiehaltebalken 13, 14 bilden spiralartig angeordnete Zähne 135, 142 in einander gegenüberliegenden Innenflächen in der Nähe eines Endes der gepaarten Energiehaltebalken 13, 14, um gemeinsam ein Innengewinde der gepaarten Energiehaltebalken 13, 14 zu bilden.
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Die Griffhülle 15 umfasst eine elastische Gummihülle, die über einen Endbereich des Gehäuses 11 gesteckt ist. Die Griffhülle 15 hat eine Außenfläche, die eine Vielzahl von Löchern 151 jeweils zur Aufnahme von Stiften 151a, 151b, welche sich durch eine Wand der Griffhülle 15 erstrecken, umfasst. Die Griffhülle 15 bildet eine Endöffnung 152 an ihrem Ende. Eine Innenfläche der Endöffnung 152 bildet eine Vielzahl von Vorsprüngen, die dicht in die Aussparungen 113 am Ende des Gehäuses 11 eingepasst sind, um die Griffhülle 15 sicher an dem Ende des Gehäuses 11 zu fixieren. Die Endöffnung 152 nimmt eine Schraube 152b auf, die in Gewindeeingriff mit dem Innengewinde der gepaarten Energiehaltebalken 13, 14 steht, die durch die Innenzähne 135, 142 Endöffnung gebildet werden, um die Endöffnungen 152 abzudichten. Die Griffhülle 15 bildet auf ihrer Außenseite eine vertiefte Öffnung 143, welche der vertieften Öffnung 112 des Gehäuses 11 entspricht.
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Die vertiefte Öffnung 153 der Griffeinfassung 50 nimmt in sich einen Oberflächendeckel 154 auf. Der Oberflächendeckel 154 bildet eine als Displayfenster 154a dienende Öffnung, eine Vielzahl von Druckschalteröffnungen 154b und eine Vielzahl von Alarmöffnungen 154c. Das Displayfenster 154a nimmt in sich eine transparente Scheibe 154d auf.
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Wenigstens ein Drehmomentdehnungsbalken 20 ist an einem Endbereich der Kammer 111 des Gehäuses 11 des Körpers 10 vorgesehen. Schrauben 201 sind jeweils durch die in dem Bodenbereich des Gehäuses 11 vorgesehenen Durchbrüche 114 aufgenommen, um den Drehmomentdehnungsbalken 20 im Inneren des Gehäuses 11 zu sichern. Der Drehmoment-Dehnungsbalken hat ein Ende, welches einen Anschlussabschnitt 21 bildet, und in dem Anschlussabschnitt 21 ist ein Spalt 211 definiert. Der Anschlussabschnitt 21 ist in einem Ring 212 zum Einstecken in das Loch 121a in dem Verbindungsabschnitt 121 an einem Ende des Werkzeugkopfs 12 des Körpers 10 eingesteckt, um eine Ausrichtung des Spalts 211 mit dem Durchbruch 121b des Verbindungsabschnitts 121 zu ermöglichen. Ein Stift ist in den Durchbruch 121b und den Spalt 211 aufgenommen, um den Anschlussabschnitt 21 des Drehmomentdehnungsbalkens 20 mit dem Verbindungsabschnitt 121 des Werkzeugkopfs 12 zu koppeln, wodurch der Drehmomentdehnungsbalken 20 ein von dem Drehteil 122 des Werkzeugkopfs 12 des Körpers 10 ausgeübtes Drehmoment detektieren kann. Der Drehmoment-Dehnungsbalken 20 hat eine äußere Oberfläche, die wenigstens einen Halteabschnitt 23 bildet.
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Wenigstens ein Drehmomentsensor 30 ist an dem Halteabschnitt 23 des Drehmomentdehnungsbalkens 20 montiert, um das von dem Drehteil 122 des Werkzeugkopfs 12 oder dem Körper 10 auf dem Drehmoment-Dehnungsbalken 20 übertragene Drehmoment zu detektieren und um das Drehmoment in die Ausgabe eines Drehmomentwertsignals 31 umzuwandeln. Der Drehmomentsensor 30 ist nicht auf eine spezielle Form beschränkt und als Beispiel wird in der dargestellten Ausführungsform ein halbleiterbasiertes Drehmoment-Dehnungsmessgerät gewählt.
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Wenigstens ein Winkellagensensor 30A ist in das Gehäuse 11 des Schlüsselkörpers 10 eingesetzt. Der Winkellagensensor 30A ist nicht auf eine spezielle Form beschränkt, und hier wird als Beispiel ein integrierter Gyroschaltkreis mit einer Modellnummer ISZ-650 der von Macnica Taiwan Limited erhältlichen Invensense-Serie gewählt. Der Winkellagensensor 30A funktioniert zur Detektion eines Horizontalwinkels des Körpers 10 und des Werkzeugkopfs 12 und zum Umwandeln des detektierten Winkels in die Ausgabe eines Winkelwertsignals 31A.
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Bezugnehmend auf 4 ist wenigstens ein Verarbeitungsschaltkreis 40 in die Öffnung 112 des Gehäuses 11 des Körpers 10 aufgenommen und ist mit dem Drehmomentsensor 30 und dem Winkellagensensor 30A verbunden, um das Drehmomentwertsignal 31 und das Winkelwertsignal 31A zu empfangen. Der Detektions- und Verarbeitungsschaltkreis 40 übernimmt auch die Funktion der Darstellung des Drehmomentwerts in der Vorwärtsrichtung und/oder der Rückwärtsrichtung sowie des Winkelwerts, des Alarmierens, der Speicherung, der Nachverfolgung der gemessenen Drehmomentwerte und Winkelwerte und der Bereitstellung des Spitzendrehmomentwerts sowie der Bereitstellung eine bidirektionalen Drahtlosübertragung und -ausgabe. Der Detektions- und Verarbeitungsschaltkreis 40 ist nicht auf eine spezielle Form beschränkt, und in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Detektions- und Verarbeitungsschaltkreis 40 wenigstens einen Analog-/Digitalumwandlungsschaltkreis 41, einen Mikroprozessor 42, eine bidirektionales Drahtlos-Empfänger-/-Sendermodul 43, eine Displayschnittstelle 44, eine Displayvorrichtung 45, eine Hintergrundbeleuchtungsplatte 46, einen Satz von Druckschaltern 47, eine Alarmvorrichtung 48 und wenigstens eine Leistungseinheit 49. Der Analog-/Digitalumwandlungsschaltkreis 41 ist mit dem Drehmomentsensor 30 und dem Winkellagensensor 30A verbunden, um das Drehmomentwertsignal 31 und das Winkelwertsignal 31A zu empfangen und zur Ausgabe in digitale Drehmomentwertdaten und digitale Winkelwertdaten umzuwandeln. Der Mikroprozessor 42 ist mit dem Analog-/Digitalumwandlungsschaltkreis 41 verbunden, um die digitalen Drehmomentwertdaten und die digitalen Winkelwertdaten von dem Analog-/Digitalumwandlungsschaltkreis 41 zu empfangen. Der Mikroprozessor 42 übernimmt die Arbeitungsfunktionen der Kontrolle und Darstellung des Drehmomentwerts in der Vorwärtsrichtung und/oder der Rückwärtsrichtung sowie des Winkelwerts, der Einstellung eines Schwellendrehmomentwerts und Winkelwerts, eines Alarms zum Drehmomentwert und Winkelwert, der Speicherung des Drehmomentwerts und Winkelwerts sowie der bidirektionalen Drahtlosübertragung von Drehmomentwert und Winkelwert. Der Mikroprozessor 42 ist auch mit einem Speicher 421 verbunden, der Drehmomentwerte, Winkelwerte, einen vorgegebenen Schwellendrehmomentwert und einen vorgegebenen Schwellenwinkelwert speichern kann.
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Das bidirektionale Drahtlos-Empfänger-/-Sendermodul 43 ist mit dem Mikroprozessor 42 verbunden und übernimmt die Funktion der bidirektionalen Übertragung und des Empfangs von Daten. Das bidirektionale Drahtlos-Empfänger-/-Sendermodul 43 wird von dem Mikroprozessor 42 gesteuert, um die Drahtlosübertragung der Drehmomentwertdaten und Winkelwertdaten auszuführen.
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Die Displayschnittstelle 44 ist mit dem Mikroprozessor 42 verbunden, um die Drehmomentwertdaten und die Winkeldaten in ein Drehmomentwertdarstellungssignal und in ein Winkelwertdarstellungssignal umzuwandeln. Die Displayvorrichtung 45 ist mit der Displayschnittstelle 44 verbunden, um das Drehmomentwertdarstellungssignal und das Winkelwertdarstellungssignal von der Displayschnittstelle 44 zu verarbeiten und dann darzustellen. Die Displayvorrichtung 45 ist nicht auf eine spezielle Form beschränkt und in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird als Beispiel für die Displayvorrichtung 45 ein Flüssigkristalldisplay (LCD) gewählt. Es sei bemerkt, dass andere Displayvorrichtungen wie Leuchtdioden(LED)-basierte Displayvorrichtungen, die äquivalente Funktionen zeigen, als innerhalb der Reichweite der vorliegenden Erfindung liegend betrachtet werden. Die Displayvorrichtung 45 ist an der transparenten Scheibe 154d des Displayfensters 154a des Oberflächendeckels der Griffeinfassung 15 befestigt (siehe 3).
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Die Hintergrundbeleuchtungsplatte 46 ist mit dem Mikroprozessor 42 verbunden und ist hinter der Displayvorrichtung 45 angeordnet, um eine Hintergrundbeleuchtung für die Displayvorrichtung 45 bereitzustellen.
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Die Druckschalter 47 sind mit dem Mikroprozessor 42 verbunden, um einen manuellen Zugang zur Betätigung des Mikroprozessors 42 im Hinblick auf die Funktionen der Darstellung, des Alarms, der Dateneingabe, der Speicherung, der Nachverfolgung von gemessenen Drehmoment- und Winkelwerten, der Speicherung eines Spitzendrehmomentwerts und der Bereitstellung der bidirektionalen Drahtlosübertragung und -ausgabe mitsamt beispielsweise der Steuer- und Betätigungsbefehle im Zusammenhang mit dem Umschalten zwischen Einheiten des Drehmoments und Winkelwerts, die dargestellt werden sollen, beispielsweise N-m, ft-lbs, in-lbs, kgf-m, der Helligkeit des Darstellungslichts von der Hintergrundbeleuchtungsplatte 46, der Eingabe des Schwellendrehmoments und Winkelwerts für die Alarmfunktion, des Rückstellens des Alarms, der Speicherung von Drehmoment und Winkelwert, der Nachverfolgung des gemessenen Drehmoments und Winkelwerts, der Speicherung des Spitzendrehmomentwerts und der Bereitstellung einer bidirektionalen Drahtlosübertragung und -ausgabe von Drehmomentwert und Winkelwert zu ermöglichen. Die Druckschalter 47 sind so angeordnet, dass sie jeweils teilweise über die Druckschalteröffnungen 154b in dem Oberflächendeckel 154 der Griffeinfassung 50 des Körpers 10 (siehe 3) hinausragen, um einen manuellen Zugang und eine Betätigung zu ermöglichen.
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Die Alarmvorrichtung 48 ist mit dem Mikroprozessor 42 verbunden. Wenn ein detektierter Wert eines angewandten Drehmoments oder ein detektierter Wert einer Winkellage einen vorgegebenen Schwellenwertdrehmomentwert oder einen vorgegebenen Schwellenwinkelwert erreicht, aktiviert der Mikroprozessor 42 die Alarmvorrichtung 48, um akustische und Lichtalarmsignale auszugeben. Die Alarmvorrichtung 48 kann durch Betätigung des Druckschalters 47 zurückgesetzt werden, um die akustischen und Lichtalarmsignale abzubrechen. Die Alarmvorrichtung 48 ist nicht auf eine spezielle Form beschränkt, und in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst die Alarmvorrichtung 48 wenigstens ein akustisches Alarmelement 481 und wenigstens ein Lichtalarmelement 482 (siehe 3). Das akustische Alarmelement 481 kann beispielsweise ein Summer oder ein Lautsprecher sein. Das Lichtalarmelement kann eine oder mehrere Leuchtdioden umfassen. Das akustische Alarmelement 481 und das Lichtalarmelement 482 können so die Funktionen des Alarmierens mit Klang und Licht übernehmen. Das akustische Alarmelement 481 und das Lichtalarmelement 482 sind jeweils in den Alarmöffnungen 154c des Oberflächendeckels 154 der Griffeinfassung 15 aufgenommen, um wahlweise akustische und Lichtalarmsignale durch die Alarmöffnungen 154c zu zeigen und auszugeben.
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Die Leistungseinheit 49 stellt eine Arbeitsleistung für den Drehmomentsensor 30, den Winkellagensensor 30A, den Analog-/Digitalumwandlungsschaltkreis 41, den Mikroprozessor 42, das bidirektionale Drahtlos-Empfänger-/-Sendermodul 43, die Displayschnittstelle 44, die Displayvorrichtung 45, die Hintergrundbeleuchtungsplatte 46, die Druckschalter 47 und die Alarmvorrichtung 48 bereit. Die Leistungseinheit 49 ist nicht auf eine spezielle Form beschränkt, und in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird als Beispiel für die Leistungseinheit 49 eine Gleichstrom(DC)-Batterie gewählt. Die Leistungseinheit 49 ist zwischen der positiven Elektrodenfeder 133 und der negativen Elektrodenfeder 134 des Energiehaltebalkens 13, 14 des Körpers 10 aufgenommen, wodurch positive und negative Anschlüsse der Leistungseinheit 49 durch die positive Elektrodenfeder 133 und die negative Elektrodenfeder 134 des Drehmomentsensors 30 für den Winkellagensensor 30A, den Analog-/Digitalumwandlungsschaltkreis 41, den Mikroprozessor 42, das bidirektionale Drahtlos-Empfänger-/-Sendermodul 43, die Displayschnittstelle 44, die Displayvorrichtung 45, die Hintergrundbeleuchtungsplatte 46, die Druckschalter 47 und die Alarmvorrichtung 48 bereitgestellt werden.
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Bezugnehmend auf 5 bis 7 ist wenigstens ein Steuerungsempfänger 50 zum Empfangen der Drehmomentwertdaten und Winkelwertdaten bereitgestellt, die in drahtloser Weise von dem Detektions- und Verarbeitungsschaltkreis 40 gesendet werden. Der Steuerungsempfänger 50 ist mit wenigstens einem externen elektronischen Gerät 300 zur Übertragung der Drehmomentwertdaten und der Winkelwertdaten auf das elektronische Gerät verbunden, welches sich an einem entfernten Ort befinden kann. Das elektronische Gerät 300 ist nicht auf eine spezielle Form beschränkt, und als Beispiel wird ein Personal Computer gewählt. Andere persönliche Datenverarbeitungsgeräte, Notebook-Computer und Industrie-Computer mit ähnlichen Funktionen werden als innerhalb der Reichweite der vorliegenden Erfindung liegend betrachtet.
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Der Steuerungsempfänger 50 ist nicht auf eine spezielle Form beschränkt, und in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Steuerungsempfänger 50 aus einem oberen Gehäuseteil 51, einem unteren Gehäuseteil 52, und wenigstens einem Empfängerschaltkreis 53 aufgebaut. Der obere Gehäuseteil 51 bildet an seiner Außenfläche wenigstens einen Displaybereich 511 und eine Vielzahl von Druckschalteröffnungen 512. Displaylöcher 511a, 511b, 511c und ein Befestigungsloch 511d sind im oder in der Nähe der Displayzone 511 definiert. Eine transparente Platte 511e ist in der Displayzone 511 aufgenommen und bedeckt diese. Der obere Gehäuseteil 511 umfasst eine Vielzahl von Montagelöchern, die darin ausgeformt sind.
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Das untere Gehäuseteil 52 bildet in sich eine Vielzahl von Durchbrüchen 521, die den Montagelöchern 513 des oberen Gehäuseteils 51 entsprechen, um darin Schrauben 522 zum Aneinanderbefestigen des oberen und unteren Gehäuseteils 51, 52 aufzunehmen.
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Der Empfängerschaltkreis 53 ist nicht auf eine spezielle Form beschränkt, und in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Empfängerschaltkreis 53 ein bidirektionales Drahtlos-Empfänger-/-Sendermodul 531, einen Mikroprozessor 532, Statusanzeigen 533, 534, Kommunikationsschnittstellen 535, 536, eine Alarmanzeige 537, eine Alarmvorrichtung 538 und ein Stromversorgungsgerät 539. Das bidirektionale Drahtlos-Empfänger-/-Sendermodul 531 empfängt die Drehmomentwertdaten und die Winkelwertdaten, die von dem bidirektionalen Drahtlos-Empfänger-/-Sendermodul 43 des Detektions- und Verarbeitungsschaltkreises 44 gesendet werden. Der Mikroprozessor 532 ist mit dem bidirektionalen Drahtlos-Empfänger-/-Sendermodul 531 verbunden, um das Senden und Empfangen der Fernübertragung des Drehmomentdatenwerts und des Winkelwerts zu steuern, die von dem bidirektionalen Drahtlos-Empfänger-/-Sendermodul 531 empfangen werden. Die Statusanzeigen 533, 534 sind mit dem Mikroprozessor 532 verbunden, um zur Anzeige des Status der Drahtlosübertragung des bidirektionalen Drahtlos-Empfänger-/-Sendermoduls und der Fernübertragung von dem Mikroprozessor 532 gesteuert zu werden. Die Statusanzeigen 533, 534 sind durch die Displaylöcher 511a, 511b in der Displayzone 511 des oberen Gehäuseteils 51 sichtbar.
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Die Kommunikationsschnittstellen 535, 536 sind mit dem Mikroprozessor 532 und dem elektronischen Gerät 300 verbunden, um die Drehmomentwertdaten und die Winkelwertdaten, die von dem Mikroprozessor 532 empfangen werden, auf das elektronische Gerät 300 zu übertragen, das an einem entfernten Ort angeordnet sein kann. Die Kommunikationsschnittstellen 535, 536 sind zwischen den oberen und unteren Gehäuseteilen 51, 52 gehalten. Die Kommunikationsschnittstellen 535, 536 sind nicht auf spezielle Formen beschränkt und als Beispiel werden eine RS-232-Kommunikationsschnittstelle und eine USB(Universal Serial Bus)-Schnittstelle gewählt. Andere Kommunikatoinsschnittstellen wie beispielsweise RS-485, die die gleiche Funktion übernehmen, werden als innerhalb der Reichweite der vorliegenden Erfindung liegend betrachtet.
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Die Alarmanzeige 537 und die Alarmvorrichtung 538 sind mit dem Mikroprozessor 532 verbunden und jeweils in dem Displayloch 511c und dem Befestigungsloch 511d in dem oberen Gehäuseteil 51 aufgenommen und gehalten, wobei dann, wenn der Drehmomentwert und/oder der Winkelwert den vorgegebenen Schwellendrehmomentwert und/oder den vorgegebenen Schwellenwinkelwert übersteigen, die Alarmanzeige 537 beleuchtet wird, und die Alarmvorrichtung 538 einen akustischen Alarm ausgibt. Die Alarmanzeige 537 ist nicht auf eine spezielle Form beschränkt und kann in einem Beispiel der vorliegenden Erfindung eine oder mehrere LEDs umfassen. Die Alarmvorrichtung 538 ist nicht auf eine spezielle Form beschränkt und kann in einem Beispiel der vorliegenden Erfindung einen Summer umfassen. Die Alarmanzeige 537 kann für mehr als einen Satz bereitgestellt werden, oder es kann alternativ eine Mehrzahl von Alarmanzeigen 537 so angeordnet werden, dass sie einen Kreis oder ein Rechteck bilden (nicht dargestellt), um zyklisch ein- und ausgeschaltet zu werden und einen Alarm auszugeben. Ferner ist die Alarmvorrichtung 538 nicht auf einen Summer beschränkt und kann dazu ausgelegt sein, andere Arten von Alarm auszugeben. Alle äquivalenten akustischen und Licht-Alarmmittel werden als innerhalb der Reichweite der vorliegenden Erfindung liegend betrachtet.
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Das Stromversorgungsgerät 539 ist zwischen den oberen und unteren Gehäuseteilen 51, 52 aufgenommen, um eine Gleichstromarbeitsleistung für das bidirektionale Drahtlos-Empfänger-/-Sendermodul 531, den Mikroprozessor 532, die Statusanzeigen 533, 534, die Kommunikationsschnittstellen 535, 536, die Alarmanzeige 537 und die Alarmvorrichtung 538 bereitzustellen. Das Stromversorgungsgerät 539 ist nicht auf eine spezielle Form beschränkt und in einem Beispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Wechselstrom-/Gleichstrom-Umrichtungsbasis als Beispiel zur externen Verbindung mit einem Wechselstrom-/Gleichstromtransformator 54 zur Bereitstellung einer Gleichstromversorgung gewählt.
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Bezugnehmend auf 8 ist ein anderes Ausführungsbeispiel des Empfängerschaltkreises 53, des Steuerungsempfängers 50 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt, wobei der Mikroprozessor mit einer Display-Schnittstelle 532a verbunden ist, die extern mit einer Display-Vorrichtung 500 zur Darstellung des Drehmomentwerts und Winkelwerts verbunden ist, welche von dem bidirektionalen Drahtlos-Empfänger-/-Sendermodul 531 empfangen werden, sowie der Drahtlosübertragung und des Arbeitsstatus der Datenfernübertragung durch die Kommunikationsschnittstellen 535, 536.
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Die bidirektionale Drahtloskommunikation zwischen dem bidirektionalen Drahtlos-Empfänger-/-Sendermodul 43 des Detektions- und Verarbeitungsschaltkreises 40 und dem Empfängerschaltkreis 53 des Steuerungsempfängers 50 ist nicht auf einen speziellen Modus oder Protokoll beschränkt, und in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird als Beispiel eine Drahtlosradiofrequenz(RF)-Anwendung gewählt. Andere Arten der Drahtlosübertragung und des -empfangs wie beispielsweise Blue Tooth, Infrarot (IR), Amplitudenverschiebungsverschlüsselung (ASK) oder Frequenzverschiebungsverschlüsselung (FSK) werden als innerhalb der Reichweite der vorliegenden Erfindung liegend betrachtet.
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Bezugnehmend auf 9 wird eine Anwendung des Drehmomentschlüssels 100 gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert, wobei mehrere Schlüsselkörper 10 bereitgestellt werden, die jeweils Detektions- und Verarbeitungsschaltkreise umfassen, welche die Drehmomentwertdaten und die Winkelwertdaten senden, die von einem Werkzeugteil 200, welches mit dem Werkzeugkopf 12 des entsprechenden Körpers 10 verbunden ist, erzeugt werden, und zwar auf den Empfängerschaltkreis 43 eines gemeinsamen Steuerungsempfängers 50. Der Steuerungsempfänger 50 nutzt die Kommunikationsschnittstelle 535 oder 536 zum Übertragen der Drehmomentwertdaten und der Werkzeugdaten auf ein entferntes elektronisches Gerät 300. Der Detektions- und Verarbeitungsschaltkreis 40 jedes Körpers 10 stellt für einen lokalen Nutzer die Betriebsfunktionen der Darstellung des Drehmomentwerts in Vorwärtsrichtung oder Rückwärtsrichtung, des Winkelwerts, die Alarmfunktion, die Dateneingabe, Speicherung, Nachverfolgung gemessener Drehmoment- und Winkelwerte sowie der? Speicherung des Spitzendrehmomentwerts bereit und übernimmt ferner die bidirektionale Übertragung zwischen jedem Detektions- und Verarbeitungsschaltkreis und dem Steuerungsempfänger 50, wobei der Steuerungsempfänger 50 alle Drehmomentwertdaten und die Winkelwertdaten auf das entfernte elektronische Gerät 300 zur anschließenden Verwertung und Verwaltung übertragen kann.
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Bezugnehmend auf 10 wird ein gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebauter Drehmomentschlüssel gezeigt, der mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet ist. In dem zweiten Ausführungsbeispiel ist ein Steuerungsempfänger 50', der als Mobiltelefon realisiert ist, vorgesehen. Der Steuerungsempfänger 50' kann beispielsweise Blue Tooth oder ein Drahtlos-Lokalbereichsnetzwerksprotokoll benutzen, um den Drehmomentwert und/oder Winkelwert zu empfangen, die von dem bidirektionalen Drahtlos-Empfänger-/-Sendermodul 43 des Detektions- und Verarbeitungsschaltkreises 40 gesendet werden. Der Mobiltelefon-basierte Steuerungsempfänger 50' hat einen Displaybildschirm 50, der Informationen in Bezug auf den Drehmomentwert und/oder den Winkelwert darstellt. Ferner umfasst der Mobiltelefon-basierte Steuerungsempfänger 50' einen eingebauten Speicher oder eine befestigte Speicherkarte, die auch die zeitweise Speicherung der auf den Drehmomentwert und/oder den Winkelwert bezogenen Informationen ermöglicht. Ferner umfasst der Mobiltelefonbasierte Steuerungsempfänger 50' Kommunikationsfunktionen von Kurznachrichten und/oder E-Mails, welche den Drehmomentwert und/oder Winkelwert auf ein entferntes elektronisches Gerät 300 zur anschließenden Verwendung und Nutzung übertragen.
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Der Drehmomentschlüssel mit Drahtlosübertragungsfunktion, wie er oben unter Bezug auf die 1 bis 10 beschrieben ist, stellt veranschaulichende Beispiele der technischen Lösung und der Maßnahmen gemäß der vorliegenden Erfindung bereit, und es sei bemerkt, dass die Idee der vorliegenden Erfindung auch in anderen Formen verkörpert werden kann und nicht auf die oben angegebene Beschreibung beschränkt ist. Obwohl also die vorliegende Erfindung in Bezug auf ihre bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist es für den Fachmann klar, dass eine Vielzahl von Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden kann, ohne die Reichweite der vorliegenden Erfindung zu verlassen, welche durch die beigefügten Ansprüche definiert werden soll.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- TW 300027 [0005]
- TW 307305 [0005]
- TW 377299 [0006]
