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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein elektronisches Drehmomentwerkzeug, insbesondere einen elektronischen Drehmomentschlüssel.
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Stand der Technik
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Drehmomentschlüssel gibt es in verschiedenen mechanischen oder elektronischen Ausführungen. Ein elektronischer Drehmomentschlüssel ist mit elektronischen Bauelementen versehen und zeigt den Wert des Drehmoments und weitere Informationen auf einer Flüssigkristallanzeige.
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Das taiwanesische Patent
TW I341769 offenbart einen Drehmomentschlüssel, der einen Schaft und ein um den Schaft herum angebrachtes Gehäuse umfasst. Die erforderlichen elektronischen Bauelemente sind im vorderen Gehäuseteil des Gehäuses montiert. Auf der Umfangsfläche des Schafts sind ein oder zwei Sensoren angeordnet, um das Durchbiegungsmaß des Schafts zu erfassen und somit das Drehmoment des Schlüssels zu ermitteln.
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Beim vorgenannten herkömmlichen elektronischen Drehmomentschlüssel ist das Volumen des zur Aufnahme der elektronischen Bauelemente vorgesehenen vorderen Gehäuseteils groß, was die Handhabung des Drehmomentschlüssels beschränkt, sodass kein Einsatz des Drehmomentschlüssels in einem beengten Arbeitsraum möglich ist.
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Des Weiteren ist an zwei seitlichen Flächen des Schafts, auf denen die Sensoren angeordnet sind, jeweils eine Aussparung angeordnet, damit die Sensoren die Durchbiegung des Schafts effektiv erfassen können, wobei der Schaft an den Stellen der beiden Aussparungen eine verhältnismäßig kleinere Breite aufweist, wobei die Stellen mit der kleineren Breite die hauptsächlichen Durchbiegungsstellen des Schafts darstellen, von denen die Sensoren die Messung durchführen. Jedoch ist die bei der vorgenannten Ausgestaltung ermittelte Änderung der Durchbiegung des Schafts trotzdem nicht optimal, sodass der durch die Sensoren ermittelte Drehmomentwert noch nicht genau ist.
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Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektronischen Drehmomentschlüssel zu schaffen, dessen gesamtes Volumen noch kompakter ist.
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Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, einen elektronischen Drehmomentschlüssel zu schaffen, bei dem eine höhere Empfindlichkeit der Erfassung der Durchbiegung erzielbar ist.
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Die Aufgabe wird gelöst durch einen elektronischen Drehmomentschlüssel, der Folgendes umfasst:
einen Hauptkörper, der einen Knarrenkopf und einen mit dem Knarrenkopf verbundenen Schaft umfasst, wobei der Schaft Folgendes aufweist: ein vorderes Schaftteil und ein hinter dem vorderen Schaftteil angeordnetes Griffteil; mindestens eine Aussparung, die an mindestens einer Seitenwand des vorderen Schaftteils angeordnet ist; eine Plattform, die von der oberen Seite des vorderen Schaftteils ausgehend nach innen vertieft ausgebildet ist, wobei sich die Aussparung innerhalb der Plattform befindet; eine Aufnahmekammer, die vom Hinterende des Griffteils ausgehend nach innen vertieft ausgebildet ist; und eine Durchgangsöffnung, die im Schaft angeordnet und mit der Plattform sowie der Aufnahmekammer verbunden ist;
mindestens einen Drehmomentsensor, der in der Aussparung des Schafts angeordnet ist und zur Messung des Durchbiegungsmaßes des Hauptkörpers dient;
eine elektronische Steuervorrichtung, die an der Plattform des Schafts angeordnet ist;
eine Endkappe, die abnehmbar am Distalende des Schafts montiert ist; zwei elektrisch leitfähige Elemente, die jeweils am inneren Ende der Aufnahmekammer und in der Endkappe angeordnet sind; und mindestens eine Batterie, die in die Aufnahmekammer des Schafts eingebaut ist und mit den beiden elektrisch leitfähigen Elementen in Kontakt steht, wobei die elektronische Steuervorrichtung und die Batterie durch die Durchgangsöffnung aneinander elektrisch angeschlossen sind.
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Der erfindungsgemäße elektronische Drehmomentschlüssel ist insofern vorteilhaft, als die elektronische Steuervorrichtung an der Plattform angeordnet ist, wodurch das Volumen des auf dem Schaft freiliegenden Teils der elektronischen Steuervorrichtung verringert werden kann, sodass der Drehmomentschlüssel hinsichtlich des gesamten Volumens kompakter wird und so auch in beengten Arbeitsräumen einsetzbar ist. Die Plattform und die Aussparung sind derart angeordnet, dass der Außendurchmesser des Schafts an verschiedenen Positionen verkleinert wird, was zur Verstärkung der Durchbiegung des Schafts beiträgt, sodass dem Drehmomentsensor eine empfindlichere und genauere Erfassung des Drehmoments ermöglicht wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen elektronischen Drehmomentschlüssels.
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2 zeigt eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen elektronischen Drehmomentschlüssels aus 1.
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3 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie 3-3 aus 1.
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4 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie 4-4 aus 1.
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5 zeigt eine Seitenansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen elektronischen Drehmomentschlüssels.
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6 zeigt eine Unteransicht des erfindungsgemäßen elektronischen Drehmomentschlüssels aus 5.
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Ausführungsbeispiel
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Im Folgenden werden Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung anhand der detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Jedoch soll die Erfindung nicht auf die Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen beschränkt werden.
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Wie 1 und 2 gezeigt, umfasst der erfindungsgemäße elektronische Drehmomentschlüssel 10 einen Hauptkörper 20, einen im Hauptkörper 20 montierten Drehmomentsensor 40, eine elektronische Steuervorrichtung und eine oder mehrere im Hauptkörper 20 untergebrachte Batterien 60.
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Der Hauptkörper 20 ist aus Metall gefertigt und weist Folgendes auf:
einen Knarrenkopf 22; einen mit dem Knarrenkopf 22 verbundenen Schaft 30, wobei der Knarrenkopf 22 und der Schaft 30 einstückig gefertigt oder miteinander gelenkig verbunden werden können; und eine Antriebsbaugruppe, die im Knarrenkopf 22 angeordnet ist und zum Antreiben eines Schraubelements wie einer Mutter oder eines Bolzens dient, wobei es sich bei der Antriebsbaugruppe häufig, aber nicht nur um eine Ratsche-Baugruppe handelt, die ein Sperrrad 24 aufweist, wie in 3 gezeigt wird, wobei das Sperrrad 24 eine Mehrkantöffnung aufweisen kann, die auf ein Schraubelement aufsteckbar ist. Der Hauptkörper 20 kann zusätzlich mit einem Antriebszapfen 26 versehen werden, über den der Hauptkörper 20 mit einem Steckschlüsseleinsatz verbunden werden kann.
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Wie aus 2 bis 4 ersichtlich, weist der Schaft 30 Folgendes auf: ein vorderes Schaftteil 32 und ein hinter dem vorderen Schaftteil 32 angeordnetes Griffteil 35, wobei das vordere Schaftteil 32 massiv bzw. nicht hohl ist, sodass der Hauptkörper 20 ausreichende Stärke zum Ertragen der beim Einsatz aufgebrachten Wirkungskraft zur Verfügung stellt; mindestens eine Aussparung 33, die an einer Seitenwand des vorderen Schaftteils 32 angeordnet ist; eine längliche Plattform 34, die von der oberen Seite des vorderen Schaftteils 32 ausgehend nach innen vertieft ausgebildet ist, wobei die Plattform 34 niedriger als der Oberrand des vorderen Schaftteils 32 steht, wobei sich das Hinterende der Plattform 34 am Übergang des vorderen Schaftteils 32 und des Griffteils 35 befindet, wobei sich die Aussparung 33 innerhalb der Plattform 34 befindet, wobei der Außendurchmesser des Griffteils 35 größer ist als der Außendurchmesser des vorderen Schaftteils 32; eine Aufnahmekammer 36, die vom Hinterende des Griffteils 35 ausgehend nach innen vertieft ausgebildet ist, wobei sich das innere Ende der Aufnahmekammer 36 am Übergang des vorderen Schaftteils und des Griffteils befindet, wobei beim Einsatz des Drehmomentschlüssels die auf den Drehmomentschlüssel aufgebrachte Wirkungskraft wesentlich auf das vordere Schaftteil 32 wirkt, sodass die Ausgestaltung eines hohlen Griffteils 35 nicht die konstruktive Stärke des Drehmomentschlüssels beeinträchtigt; eine Durchgangsöffnung 37, die am Hinterende der Plattform 34 angeordnet und mit dem inneren Ende der Aufnahmekammer 36 verbunden ist; und eine isolierende Hülse 38 aus Kunststoff, die in der Aufnahmekammer 36 montiert ist.
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Der Drehmomentsensor 40 ist in der Aussparung 33 des Schafts 30 angeordnet. In der Ausführung kann an beiden Seitenwänden des vorderen Schaftteils 32 jeweils eine Aussparung angeordnet werden, sodass zwei Drehmomentsensoren 40 jeweils in die beiden Aussparungen eingebaut werden können.
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Die elektronische Steuervorrichtung 50 ist am Schaft 30 des Hauptkörpers 20 angebracht und dient als Bedien- und Anzeigeschnittstelle des Drehmomentschlüssels 10. Genauer gesagt ist erfindungsgemäß die Steuervorrichtung 50 an der Plattform 34 des vorderen Schaftteils 32 angebracht. Die Steuervorrichtung 50 weist ein Gehäuse 52, eine Platine 54, mehrere Tasten 56 und mindestens eine elektronische Anzeige 58 auf. Die elektronische Anzeige 58 ist im Gehäuse 52 angeordnet. In die Platine 54 sind ein Mikroprozessor und mehrere Schaltkreiseinheiten eingebaut, um die Funktionen des Drehmomentschlüssels auszuführen, wobei zu den Schaltkreiseinheiten beispielsweise ein Drehmomentmessschaltkreis, ein Stromschaltkreis, ein Ein- und Ausgangsschaltkreis und ein Anzeigeschaltkreis gehören. Der Sensor 40, die Tasten 56 und die Anzeige 58 sind alle an die Platine 54 elektrisch angeschlossen. Bei der elektronischen Steuervorrichtung 50 ist das Gehäuse 52 mittels mehrerer Befestigungselemente, wie z.B. Schrauben 59, an der Plattform 34 des vorderen Schaftteils 32 montiert, sodass die Steuervorrichtung am Schaft befestigt ist. Dadurch, dass die Steuervorrichtung 50 an der Plattform 34 des Schafts 30 montiert ist, kann das Volumen des auf dem Schaft 30 freiliegenden Teils der elektronischen Steuervorrichtung 50 effektiv verringert werden.
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Weiter wird auf 5 und 6 verwiesen. In diesem Ausführungsbeispiel besteht das Gehäuse 52 aus einem oberen Gehäuseteil 521 und einem unteren Gehäuseteil 522. Das obere Gehäuseteil 521 ist aus einem nicht biegsamen Material wie z.B. Kunststoff hergestellt. Die Platine 54, die Tasten 56 und die elektronische Anzeige 58 sind im oberen Gehäuseteil 521 montiert, das sich auf der Plattform 34 befindet. Das untere Gehäuseteil 522 ist aus einem biegsamen Material wie z.B. Kautschuk hergestellt und weist zwei Seitenwände 523 auf, wobei das untere Gehäuseteil 522 die Umfangsfläche des vorderen Schaftteils 32 umhüllt, wobei die eine Seitenwand 523 die Aussparung 33 des vorderen Schaftteils 32 umschließt, um den Sensor 40 vor Feuchtigkeit zu schützen. Da das untere Gehäuseteil 522 aus einem biegsamen Material ist, kann es formschlüssig den Schaft umhüllen.
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Am distalen Ende des Schafts 30 ist eine Endkappe 70 abnehmbar (z.B. durch Verschrauben oder eine weitere äquivalente Weise) angeordnet, um die Aufnahmekammer 36 zu verschließen.
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Ferner sind zwei elektrisch leitfähige Elemente 75, 76 vorgesehen, wobei das erste elektrisch leitfähige Element 75 an einer Öffnung 381 am inneren Ende der isolierenden Hülse 38 montiert und somit am inneren Ende der Aufnahmekammer 36 ist. Das zweite elektrisch leitfähige Element 76 ist in der Endkappe 70 angeordnet.
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In diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Batterien 60 in die isolierende Hülse 38 der Aufnahmekammer 36 des Schafts 30 eingesetzt, wobei die Batterien 60 mit den beiden elektrisch leitfähigen Elementen 75 in Kontakt stehen und als Stromquelle des Drehmomentschlüssels 10 dienen. Die Durchgangsöffnung 37 dient als Kanal zur elektrischen Leitung zwischen der elektronischen Steuervorrichtung 50 und den Batterien 60. Beispielsweise wird ein Kabel (nicht dargestellt) durch die Durchgangsöffnung 37 geführt und mit der Platine 54 der elektronischen Steuervorrichtung 50 und dem elektrisch leitfähigen Element 75 in Verbindung gebracht, damit der Strom der Batterien auf die Steuervorrichtung geleitet werden kann. Für eine Weiterbildung gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird auf 2 und 3 verwiesen. Das erste elektrisch leitfähige Element 75 ist mit einem leitfähigen Scheibenteil 751 und einem Scheibenteil 752 versehen, wobei das Scheibenteil 752 mittels einer kleinen Schraube 753 an der Unterwand der Durchgangsöffnung 37 befestigt ist, sich das leitfähige Scheibenteil 751 von der Durchgangsöffnung 37 bis zur Plattform 34 erstreckt und so an die Platine 54 elektrisch anschließt, wodurch eine Leitung des Stroms ebenfalls realisiert wird. Bei den Tasten 56 handelt es sich um eine Stromtaste und Funktionstasten, um die Stromquelle des Drehmomentschlüssels ein- und auszuschalten, die Funktionen des Drehmomentschlüssels, wie z.B. Eingeben eines Werts, Auswählen, Einstellen und Speichern, auszuführen, und die Anzeige in unterschiedliche Bedienschnittstellen, wie z.B. Anzeigen des Drehmoments und Einstellen des Drehmoments, umzuschalten.
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Beim Einsatz wird der Knarrenkopf 22 des Drehmomentschlüssels mit einem Schraubelement verbunden, um das Schraubelement anzutreiben, wobei der Sensor 40 das Durchbiegungsmaß des Schafts 30 erfasst und der ermittelte Wert des Drehmoments auf der Anzeige 58 angezeigt wird, sodass der Benutzer die Größe der aufgebrachten Kraft des Drehmomentschlüssels in Erfahrung bringen kann.
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Im Folgenden werden die Vorteile des erfindungsgemäßen elektronischen Drehmomentschlüssels dargestellt.
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Das vordere Schaftteil 32 des Drehmomentschlüssels ist mit einer nach innen vertieften Plattform 34 versehen, an der die elektronische Steuervorrichtung 50 montiert ist, sodass sich ein Teil der Steuervorrichtung 50 innerhalb der Plattform befindet und die anderen Teile am Schaft freiliegen, wodurch das Volumen der freiliegenden Teile der Steuervorrichtung verringert wird, was zur Verringerung des gesamten Volumens des Drehmomentschlüssels beiträgt, wobei ein kompakter Drehmomentschlüssel am Einsatz weniger beschränkt ist und auch in beengten Arbeitsräumen eingesetzt werden kann.
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Erfindungsgemäß sind die Batterien im Schaft 30 und nicht in der elektronischen Steuervorrichtung 50 montiert, was zur weiteren Verringerung des Volumens der elektronischen Steuervorrichtung 50 beiträgt.
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Das vordere Schaftteil 32 des Drehmomentschlüssels ist massiv gefertigt, was sowohl zu einer ausreichenden Stärke des Drehmomentschlüssels als auch zur Verkleinerung des Außendurchmessers des vorderen Schaftteils beiträgt, sodass die elektronische Steuervorrichtung kompakter werden kann.
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Des Weiteren ist der Außendurchmesser des Schafts an einer Messstelle des Drehmomentsensors 40, wie z.B. der in 3 und 4 mit dem Zeichen P gekennzeichneten Stelle, zweidimensional verkleinert, wobei eine Verringerung der Höhe des Schafts durch die Plattform 34 und eine Verringerung der Breite des Schafts durch die Aussparung 33 erzielt werden. Diese Ausgestaltung trägt zu einer deutlicheren Durchbiegung der Messstelle P und einem größeren Änderungsmaß der Durchbiegung bei, sodass das Messen des Sensors 40 empfindlicher erfolgt und der Drehmomentwert genauer wird.
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Die Erfindung betrifft somit einen elektronischen Drehmomentschlüssel, der einen Hauptkörper 20, mindestens einen Drehmomentsensor 40 und eine elektronische Steuervorrichtung 50 umfasst. Der Hauptkörper 20 umfasst einen Knarrenkopf 22 und einen Schaft 30, wobei der Schaft 30 Folgendes aufweist: ein vorderes Schaftteil 32 und ein Griffteil 35; mindestens eine Aussparung 33, die an einer Seitenwand des vorderen Schaftteils 32 angeordnet ist; eine Plattform 34, die von der oberen Seite des vorderen Schaftteils 33 ausgehend nach innen vertieft ausgebildet ist; eine Aufnahmekammer 36, die vom hinteren Ende des Griffteils 35 ausgehend nach innen vertieft ausgebildet ist und zur Aufnahme von Batterien dient; und eine Durchgangsöffnung 37, die im Schaft 30 angeordnet und mit der Plattform 34 sowie der Aufnahmekammer 36 verbunden ist. Der mindestens eine Drehmomentsensor 40 ist in der Aussparung 33 des Schafts 30 angeordnet. Die elektronische Steuervorrichtung 50 ist an der Plattform 34 des Schafts 30 angeordnet, wodurch das Volumen des auf dem Schaft 30 freiliegenden Teils der elektronischen Steuervorrichtung 50 verringert werden kann, sodass der Drehmomentschlüssel 10 hinsichtlich des gesamten Volumens kompakter wird. Die Plattform 34 und die Aussparung 33 tragen zur Verstärkung der Durchbiegung des Schafts 30 bei, sodass dem Drehmomentsensor 40 eine empfindlichere und genauere Erfassung des Drehmoments ermöglicht wird.
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Die oben dargestellten Ausführungsbeispiele dienen zur Beschreibung der Erfindung und sollen nicht die Schutzansprüche beschränken.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- elektronischer Drehmomentschlüssel
- 20
- Hauptkörper
- 22
- Knarrenkopf
- 24
- Sperrrad
- 26
- Antriebszapfen
- 30
- Schaft
- 32
- vorderes Schaftteil
- 33
- Aussparung
- 34
- Plattform
- 35
- Griffteil
- 36
- Aufnahmekammer
- 37
- Durchgangsöffnung
- 38
- isolierende Hülse
- 40
- Drehmomentsensor
- 50
- elektronische Steuervorrichtung
- 52
- Gehäuse
- 521
- oberes Gehäuseteil
- 522
- unteres Gehäuseteil
- 523
- Seitenwand
- 54
- Platine
- 56
- Taste
- 58
- Anzeige
- 59
- Schraube
- 60
- Batterie
- 70
- Endkappe
- 75
- elektrisch leitfähiges Element
- 751
- leitfähiges Scheibenteil
- 752
- Scheibenteil
- 753
- Schraube
- 76
- elektrisch leitfähiges Element
- P
- Messstelle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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