DE202019101333U1

DE202019101333U1 - Drehmomentschrauberanordnung zum Betrieb einer solchen Drehmomentschrauberanordnung

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Publication number: DE202019101333U1
Application number: DE202019101333.8U
Authority: DE
Original assignee: Swedex Ind GmbH; Swedex Industrieprodukte GmbH
Current assignee: Swedex Ind GmbH; Swedex Industrieprodukte GmbH
Priority date: 2019-03-08
Filing date: 2019-03-08
Publication date: 2019-06-06
Anticipated expiration: 2029-03-09
Also published as: WO2020182501A1; EP3820649B1; US20220176526A1; EP3820649A1

Abstract

Drehmomentschrauberanordnung (1) mit einem Schraubendrehergehäuse (4), einem in dem Schraubendrehergehäuse (4) angeordneten Antriebsstrang (5), der ein Antriebsgehäuse (7), einen in dem Antriebsgehäuse (7) angeordneten Motor (8), insbesondere einen Elektromotor, und eine Abtriebswelle (10) aufweist, die aus dem Antriebsgehäuse (7) an dessen axial vorderer Stirnseite herausragt und deren axial vorderes Ende einen Bithalter (11) zur Fixierung eines Schraubbits umfasst oder mit einem solchen drehfest verbindbar ist, und einer Drehmomentmesseinrichtung (16), dadurch gekennzeichnet, dass an genau einer Abstützstelle (14) eine Abstützanordnung (13) vorgesehen ist, über welche das während des Betriebs der Drehmomentschrauberanordnung (1) auf das Antriebsgehäuse (7) ausgeübte Reaktions-Drehmoment an dem Schraubendrehergehäuse (4) abgestützt wird, und das Antriebsgehäuse (7) ansonsten drehbar im Schraubendrehergehäuse (4) vorgesehen oder gelagert ist, und dass die Drehmomentmesseinrichtung (16), die insbesondere an der Abstützanordnung (13) vorgesehen ist, ausgebildet und/oder eingerichtet ist, um das Abtriebs-Drehmoment der Abtriebswelle (10) in Form des abgestützten Reaktions-Drehmoments an der Abstützanordnung (13) zu erfassen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehmomentschrauberanordnung mit einem Schraubendrehergehäuse, einem in dem Schraubendrehergehäuse angeordneten Antriebsstrang, der ein Antriebsgehäuse, einen in dem Antriebsgehäuse angeordneten Motor, insbesondere einen Elektromotor, und eine Abtriebswelle aufweist, die aus dem Antriebsgehäuse an dessen axial vorderer Stirnseite herausragt und deren axial vorderes Ende einen Bithalter zur Fixierung eines Schraubbits umfasst oder mit einem solchen drehfest verbindbar ist, und einer Drehmomentmesseinrichtung.
Drehmomentschrauberanordnungen zum Anziehen und Lösen von Schrauben sind allgemein bekannt. Solche Drehmomentschrauberanordnungen sind immer häufiger mit einer Drehmomentmesseinrichtung zur Erfassung des Schraubenanzugsdrehmoments versehen. Beispielsweise offenbart die EP 2 127 812 A1 eine Drehmomentschrauberanordnung mit einem Schraubendrehergehäuse und einem in dem Schraubendrehergehäuse angeordneten Antriebsstrang. Der Antriebsstrang umfasst ein Antriebsgehäuse, einen in dem Antriebsgehäuse angeordneten Elektromotor mit einer Ausgangswelle, ein ebenfalls in dem Antriebsgehäuse angeordnetes und mit dem Elektromotor über dessen Ausgangswelle verbundenes Getriebe, und eine Abtriebswelle des Getriebes, die aus dem Antriebsgehäuse an dessen axial vorderer Stirnseite herausragt und deren axial vorderes Ende über einen Kupplungsmechanismus mit einem Bithalter zur Fixierung eines Schraubbits drehfest verbindbar ist. Außerdem umfasst die Drehmomentschrauberanordnung der EP 2 127 812 A1 eine Drehmomentmesseinrichtung, die in Axialrichtung des Antriebsstrangs zwischen dem Elektromotor und dem Getriebe angeordnet ist. Konkret sind in dem Bereich des Antriebsgehäuses, der die Ausgangswelle des Elektromotors umgibt, Dehnungsmessstreifen auf der Außenseite des Antriebsgehäuses aufgebracht, mittels denen das Schraubenanzugsdrehmoment erfassbar ist. Sobald das erfasste Schraubenanzugsdrehmoment einen vorbestimmten Wert erreicht, kann der Elektromotor entsprechend gestoppt werden. Darüber hinaus ist der Bereich des Antriebsgehäuses, der den Elektromotor umgibt, fest mit dem Schraubendrehergehäuse verbunden. Auf diese Weise wird während eines Betriebs der Drehmomentschrauberanordnung das auf das Antriebsgehäuse ausgeübte Reaktions-Drehmoment großflächig abgestützt. Mittels der Drehmomentschrauberanordnung der EP 2 127 812 A1 ist somit nur eine sehr ungenaue Erfassung des Abtriebs- und/oder Reaktions-Drehmoments möglich.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Drehmomentschrauberanordnung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die eine möglichst präzise Erfassung des Abtriebs-Drehmoments der Abtriebswelle ermöglicht und noch dazu kostengünstig herzustellen und zu betreiben ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Drehmomentschrauberanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass an genau einer Abstützstelle eine Abstützanordnung vorgesehen ist, über welche das während des Betriebs der Drehmomentschrauberanordnung auf das Antriebsgehäuse ausgeübte Reaktions-Drehmoment an dem Schraubendrehergehäuse abgestützt wird, und das Antriebsgehäuse ansonsten drehbar im Schraubendrehergehäuse vorgesehen oder gelagert ist, und dass die Drehmomentmesseinrichtung, die insbesondere an der Abstützanordnung vorgesehen ist, ausgebildet und/oder eingerichtet ist, um das Abtriebs-Drehmoment der Abtriebswelle in Form des abgestützten Reaktions-Drehmoments an der Abstützanordnung zu erfassen.
Die zuvor erwähnte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch ein Verfahren zum Betrieb einer Drehmomentschrauberanordnung der zuvor beschriebenen Art gelöst, bei dem

a) beim Drehen einer Schraube mittels der Drehmomentschrauberanordnung durch das Abtriebs-Drehmoment der Abtriebswelle ein Reaktions-Drehmoment bewirkt wird, das auf das Antriebsgehäuse ausgeübt und an der genau einen Abstützstelle über die Abstützanordnung an dem Schraubendrehergehäuse abgestützt wird, und
b) mit der Drehmomentmesseinrichtung das Abtriebs-Drehmoment der Abtriebswelle in Form des abgestützten Reaktions-Drehmoments an der Abstützanordnung erfasst wird.

Der Erfindung liegt somit die Überlegung zugrunde, ein auf das Antriebsgehäuse ausgeübtes Reaktions-Drehmoment an genau einer Abstützstelle zwischen dem Antriebsgehäuse und dem Schraubendrehergehäuse über eine Abstützanordnung abzustützen und das Antriebsgehäuse ansonsten insbesondere um eine Längsachse des Antriebsstrangs drehbar im Schraubendrehergehäuse vorzusehen. Während eines Betriebs der erfindungsgemäßen Drehmomentschrauberanordnung wird das an der Abtriebswelle anfallende Abtriebs-Drehmoment von der Abtriebswelle über eine Antriebsmechanik und das Antriebsgehäuse des Antriebsstrangs an die Abstützanordnung übertragen, an der es als Reaktions-Drehmoment erfassbar ist. Beispielsweise wird das Abtriebs-Drehmoment in eine messbare rotatorische Auslenkung der Abstützanordnung umgewandelt. Eine Erfassung des Reaktions-Drehmoments ist komfortabel, da insbesondere auf eine Messung an der sich drehenden Abtriebswelle, die häufig mit Problemen verbunden ist, verzichtet werden kann. Die Drehmomentmesseinrichtung kann mit der Abstützanordnung verbunden beziehungsweise daran befestigt sein. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass die Abstützanordnung zumindest einen Teil der Drehmomentmesseinrichtung umfasst. Indem das Reaktions-Drehmoment unmittelbar an der Abstützanordnung und somit an der einzigen Abstützstelle des Reaktions-Drehmoments erfasst wird, lässt sich das Abtriebs-Drehmoment der Abtriebswelle über das Reaktions-Drehmoment verglichen mit der vorbekannten Drehmomentschrauberanordnung deutlich präziser erfassen. Außerdem lässt sich die erfindungsgemäße Drehmomentschrauberanordnung kostengünstig herstellen und betreiben. Darüber hinaus bietet die erfindungsgemäße Drehmomenterfassung an der Abstützanordnung gegenüber einer Drehmomenterfassung mittels einer Erfassung des Motorstroms den Vorteil einer erhöhten Messgenauigkeit und der Möglichkeit zum Messen höherer Drehzahlen.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Abstützanordnung zwischen einem axialen Ende des Antriebsgehäuses, bevorzugt einer axialen Stirnseite des Antriebsgehäuses, und dem Schraubendrehergehäuse angeordnet, und ist das Antriebsgehäuse insbesondere an seinem der Abstützanordnung axial gegenüberliegenden Ende, bevorzugt stirnseitig, über ein Lager, insbesondere ein Wälzlager, bevorzugt ein Rillenkugellager, drehbar im Schraubendrehergehäuse gelagert. Über das drehbar gelagerte Antriebsgehäuse ist insbesondere der gesamte Antriebsstrang drehbar im Schraubendrehergehäuse gelagert. Diese drehbare Lagerung des Antriebsgehäuses trägt zur Stabilisierung des Antriebsgehäuses innerhalb des Schraubendrehergehäuses bei. Gleichzeitig wird das auf das Antriebsgehäuse ausgeübte Reaktions-Drehmoment lediglich an der axial gegenüberliegenden Abstützstelle zwischen dem Antriebsgehäuse und dem Schraubendrehergehäuse über die Abstützanordnung abgestützt. Beispielsweise ist die Abstützanordnung zwischen dem axial vorderen Ende des Antriebsgehäuses, bevorzugt der axial vorderen Stirnseite des Antriebsgehäuses, und dem Schraubendrehergehäuse angeordnet. In diesem Fall erfolgt die Abstützung und Erfassung des Reaktions-Drehmoments relativ nahe an der Abtriebswelle, was zu einer möglichst präzisen Erfassung des Abtriebs-Drehmoments beiträgt.
Die Abstützanordnung kann mit dem Schraubendrehergehäuse über ein Zwischenelement verbunden sein. Bevorzugt ist das Zwischenelement mit der Abstützanordnung und/oder dem Schraubendrehergehäuse lösbar verbunden, insbesondere verschraubt. Durch den Einsatz eines geeigneten Zwischenelementes lässt sich die Abstützanordnung mit Schraubendrehergehäusen unterschiedlicher Geometrien verbinden. Schraubverbindungen haben bekanntermaßen den Vorteil, dass sie lösbar sind.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Kupplungseinrichtung vorgesehen ist, über die ein Bithalter mit der Abtriebswelle, insbesondere dem axial vorderen Ende der Abtriebswelle, drehfest aber relativ zu dieser axial verschiebbar verbunden ist. Hierbei ist die Kupplungseinrichtung mit der Abtriebswelle verbunden, bevorzugt lösbar verbunden, insbesondere verschraubt, und steht das axial hintere Ende des Bithalters mit der Kupplungseinrichtung in drehfestem, aber axial verschiebbaren Eingriff. Der Bithalter kann am axial vorderen Ende des Schraubendrehergehäuses über eine Lageranordnung, die ein Lager, insbesondere Gleitlager, umfasst, axial verschiebbar geführt sein. Die Kupplungseinrichtung kann von einem Kupplungseinrichtungsgehäuse umgeben sein, das in dem axial vorderen Endabschnitt des Schraubendrehergehäuses angeordnet und mit diesem lösbar verbunden, bevorzugt verschraubt ist. Grundsätzlich kann das Kupplungseinrichtungsgehäuse aber auch einteilig mit dem Schraubendrehergehäuse ausgebildet sein. Zweckmäßigerweise sind elastische Rückstellmittel, wie etwa eine Schraubendruckfeder, Tellerfeder und/oder Gummifeder vorgesehen, welche sich zwischen der Kupplungseinrichtung und dem Bithalter abstützen und den Bithalter in eine axial vordere Ausgangslage drücken. Bevorzugt umgreifen die elastischen Rückstellmittel den Bithalter, um durch diesen innenseitig abgestützt zu werden. Dadurch, dass der Bithalter gegen die Rückstellkraft der elastischen Rückstellmittel relativ zu der Abtriebswelle axial verschiebbar ist, lässt sich beispielsweise mit einer geeigneten Messvorrichtung die auf den Bithalter ausgeübte Anpresskraft erfassen, und sobald die erfasste Anpresskraft den Wert einer gewünschten Auslösekraft erreicht oder überschreitet, der Motor der Drehmomentschrauberanordnung entsprechend einschalten. Falls ein Zwischenelement vorgesehen ist, kann die Abstützanordnung mit dem Schraubendrehergehäuse über das Kupplungseinrichtungsgehäuse als Zwischenelement verbunden sein.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Antriebsgehäuse an der Abstützstelle über die Abstützanordnung mit dem Schraubendrehergehäuse verbunden. Die Abstützanordnung kann Antriebsgehäuse-Verbindungsmittel aufweisen, die ausgebildet und/oder eingerichtet sind, um die Abstützanordnung lösbar mit dem Antriebsgehäuse zu verbinden. Die Abstützanordnung kann aber auch fest mit dem Antriebsgehäuse verbunden sein. Beispielsweise kann die Abstützanordnung mit dem Antriebsgehäuse verschweißt, verpresst und/oder verklebt sein. Es ist auch möglich, dass die Abstützanordnung einteilig mit dem Antriebsgehäuse ausgebildet ist. Ebenfalls kann die Abstützanordnung Schraubendrehergehäuse-Verbindungsmittel umfassen, die ausgebildet und/oder eingerichtet sind, um die Abstützanordnung mit dem Schraubendrehergehäuse oder mit einem zwischen dem Schraubendrehergehäuse und der Abstützanordnung vorgesehenen Zwischenelement insbesondere lösbar zu verbinden. Grundsätzlich kann die Abstützanordnung auch einteilig mit dem Zwischenelement ausgebildet sein. Vorteilhaft ist die Drehmomentmesseinrichtung ausgebildet und/oder eingerichtet, um das Reaktions-Drehmoment axial zwischen den Schraubendrehergehäuse-Verbindungsmitteln und den Antriebsgehäuse-Verbindungsmitteln zu erfassen.
Vorteilhafterweise umfasst die Abstützanordnung einen ringförmigen, insbesondere kreisringförmigen Befestigungsflansch, der zwischen seinen beiden Stirnseiten Durchgangsbohrungen aufweist, als Antriebsgehäuse-Verbindungsmittel, über welche der Befestigungsflansch an einer Stirnseite des Antriebsgehäuses verbunden ist. Der ringförmige Befestigungsflansch kann mit radial nach innen ragenden Materialverstärkungen versehen sein, wobei sich vorzugsweise durch jede dieser Materialverstärkungen eine Durchgangsbohrung erstreckt. Alternativ kann der ringförmige Befestigungsflansch in Radialrichtung gemessen eine gleichmäßige Dicke aufweisen. Bevorzugt sind die Durchgangsbohrungen in Umfangsrichtung des Befestigungsflansches insbesondere gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet. Im Falle einer gleichmäßigen Beabstandung der Durchgangsbohrungen ist der Befestigungsflansch in seiner Umfangsrichtung mit relativ gleichmäßiger Stärke an dem Antriebsgehäuse befestigt. Dies kann ebenfalls zu einer möglichst präzisen Erfassung des Abtriebs-Drehmoments beitragen. Die Durchgangsbohrungen können jeweils als Stufenbohrungen mit einem antriebsgehäuseseitigen Abschnitt kleineren Durchmessers und einem sich daran anschließenden Abschnitt größeren Durchmessers ausgebildet sein. Dies hat beispielsweise zum Vorteil, dass der Kopf eines sich durch die Stufenbohrung erstreckenden Befestigungsmittels in dem Abschnitt größeren Durchmessers der Stufenbohrung versenkt werden kann. Vorzugsweise umfasst die Abstützanordnung eine zentrale Durchgangsöffnung, durch welche sich insbesondere ein Teil der Abtriebswelle erstreckt und/oder in welche die Abtriebswelle insbesondere hineinragt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Abstützanordnung als drehelastische Abstützanordnung ausgebildet und umfasst eine insbesondere die zentrale Durchgangsöffnung der Abstützanordnung definierende Hülse, an der die Schraubendrehergehäuse-Verbindungsmittel ausgebildet sind, und einen die Antriebsgehäuse-Verbindungsmittel aufweisenden Außenring, der insbesondere von dem Befestigungsflansch gebildet wird und der die Hülse radial umgibt. Hierbei sind die Hülse und der Außenring, insbesondere der Befestigungsflansch, über radiale Verbindungsstege bevorzugt drehelastisch miteinander verbunden, vorzugsweise ausschließlich über die radialen Verbindungsstege miteinander verbunden und ansonsten durch einen Spalt, insbesondere einen Luftspalt, voneinander beabstandet. Der Spalt kann zumindest teilweise mit einer elastischen Masse aufgefüllt sein, wodurch einer Verschmutzung vorgebeugt wird. Bevorzugt umfasst zumindest ein Verbindungssteg die Drehmomentmesseinrichtung oder einen Teil davon oder besteht zumindest ein Verbindungssteg aus der Drehmomentmesseinrichtung oder ist zumindest ein Verbindungssteg mit der Drehmomentmesseinrichtung oder einem Teil davon verbunden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Hülse und der Außenring ausschließlich über die Verbindungsstege miteinander verbunden sind, denn in diesem Fall erfolgt die Abstützung des Reaktions-Drehmoments ausschließlich über die Verbindungsstege, weshalb das Reaktions-Drehmoment mittels der Drehmomentmesseinrichtung an den Verbindungsstegen besonders präzise erfasst werden kann. Zweckmäßigerweise befindet sich zwischen zwei in Umfangsrichtung des Befestigungsflansches benachbarten Durchgangsbohrungen jeweils zumindest ein, bevorzugt genau ein Verbindungssteg. Es ist auch möglich, zwischen zumindest einem Paar von in Umfangsrichtung des Befestigungsflansches benachbarten Durchgangsbohrungen keinen Verbindungssteg vorzusehen. Beispielsweise kann es zwei Paare von in Umfangsrichtung des Befestigungsflansches benachbarten Durchgangsbohrungen geben, zwischen denen jeweils kein Verbindungssteg vorgesehen ist. Vorzugsweise liegen sich die beiden Bereiche der Abstützanordnung, an denen kein Verbindungssteg vorgesehen ist, radial gegenüber.
Bevorzugt ist die Hülse an einem axialen Endbereich, insbesondere ihrem axial hinteren Endbereich, über die Verbindungsstege mit dem Außenring, insbesondere dem Befestigungsflansch, verbunden und an dem gegenüberliegenden axialen Endbereich, insbesondere ihrem axial vorderen Endbereich, mit einem Innen- oder Außengewindeabschnitt als Schraubendrehergehäuse-Verbindungsmittel versehen. Über den Innen- oder Außengewindeabschnitt kann die drehelastische Abstützanordnung mit einem dazu korrespondierend ausgebildeten Innen- oder Außengewindeabschnitt des Schraubendrehergehäuses oder eines zwischen der drehelastischen Abstützanordnung und dem Schraubendrehergehäuse vorgesehenen Zwischenelements in Gewindeeingriff stehen. Hierbei ist der korrespondierende Innen- oder Außengewindeabschnitt insbesondere am axial hinteren Ende des Zwischenabschnitts vorgesehen. Vorzugsweise ist die Hülse mit einem Außengewindeabschnitt und das Schraubendrehergehäuse oder das Zwischenelement mit einem dazu korrespondierend ausgebildeten Innengewindeabschnitt versehen. Eine derartige Schraubverbindung lässt sich zügig herstellen und auch wieder lösen.
Die in Umfangsrichtung der drehelastischen Abstützanordnung weisenden Seitenflächen der Verbindungsstege können als planare Flächen ausgebildet sein. Außerdem können die Verbindungsstege in Umfangsrichtung der drehelastischen Abstützanordnung jeweils eine zumindest im Wesentlichen einheitliche Dicke aufweisen. Generell ist es vorteilhaft, wenn die Verbindungsstege eine einheitliche oder zumindest im Wesentlichen einheitliche Abmessung aufweisen. Denn dies erleichtert eine Kalibrierung der Drehmomentmesseinrichtung und/oder der Drehmomentschrauberanordnung. In bevorzugter Weise sind die Verbindungsstege in Umfangsrichtung der drehelastischen Abstützanordnung gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Drehmomentmesseinrichtung oder Teile davon in die Verbindungsstege integriert oder daran angebracht sind, also die Messung des Reaktions-Drehmoments an den Verbindungsstegen erfolgt. Denn in diesem Fall lässt sich das Abtriebs-Drehmoment aufgrund der gleichmäßig entlang des Umfangs des drehelastischen Verbindungselements verteilten Messpunkte besonders präzise erfassen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Drehmomentmesseinrichtung zumindest einen Dehnungsmessstreifen, der derart angeordnet und/oder verschaltet ist, dass damit ein Drehmoment messbar ist, und der bevorzugt nach dem Prinzip der Wheatstone-Brücke zu einer oder mehreren Viertel-, Halb- und/oder Vollbrücken verschaltet ist. Hierbei können mehrere Brücken zueinander in Reihe, parallel und/oder gemischt geschaltet sein. Mittels Dehnungsmessstreifen lassen sich dehnende und stauchende Verformungen messen. Denn Dehnungsmessstreifen ändern bereits bei geringen Verformungen ihren elektrischen Widerstand. Zweckmäßigerweise ist der oder sind die Dehnungsmessstreifen derart ausgebildet und/oder angeordnet und/oder verschaltet, dass sie jeweils bei einer durch ein Reaktions-Drehmoment bewirkten Verformung ihren elektrischen Widerstand ändem und diese Widerstandsänderung messbar ist und daraus wiederum das wirkende Drehmoment ableitbar ist. Vorzugsweise ist der zumindest eine Dehnungsmessstreifen auf eine in Umfangsrichtung der drehelastischen Abstützanordnung weisende Seitenfläche eines Verbindungsstegs aufgebracht. Insbesondere ist auf die in Umfangsrichtung der drehelastischen Abstützanordnung weisenden Seitenflächen der Verbindungsstege jeweils zumindest ein Dehnungsmessstreifen aufgebracht.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Abstützanordnung ein antriebsgehäuseseitiges Abstützelement, an dem die Antriebsgehäuse-Verbindungsmittel vorgesehen sind, und ein schraubendrehergehäuseseitiges Abstützelement, an dem die Schraubendrehergehäuse-Verbindungsmittel vorgesehen sind, aufweist. Hierbei kann eines der beiden Abstützelemente mit wenigstens einer Aussparung und das andere Abstützelement mit wenigstens einem dazu korrespondierend ausgebildeten, in die Aussparung hineinragenden Vorsprung versehen sein, wobei jeweils zwischen zwei gegenüberliegenden, in Umfangsrichtung der Abstützanordnung weisenden Seitenflächen einer Aussparung und eines zugehörigen Vorsprungs ein Spalt gebildet ist, und die Anordnung derart getroffen ist, dass die Abstützung des Reaktions-Drehmoments in Umfangsrichtung der Abstützanordnung zwischen den Seitenflächen erfolgt. Bevorzugt ist in wenigstens einem Spalt ein Teil der Drehmomentmesseinrichtung, insbesondere wenigstens ein Piezoelement und/oder piezoelektrischer Sensor und/oder piezoresistiver Sensor der Drehmomentmesseinrichtung angeordnet. Hierbei kann der Teil der Drehmomentmesseinrichtung derart angeordnet, bevorzugt derart an wenigstens einer der beiden Seitenflächen befestigt sein, dass bei einer Verringerung der Breite des Spaltes bei einem gegeneinander Verdrehen der beiden Abstützelemente ein Druck auf den in dem Spalt angeordneten Teil der Drehmomentmesseinrichtung ausgeübt wird, der als elektrisches Signal detektierbar ist. Hierbei ist das elektrische Signal insbesondere mittels einer Steuerungselektronik detektierbar.
Vorteilhafterweise ist das antriebsgehäuseseitige Abstützelement als ringförmiger Befestigungsflansch ausgebildet und/oder ist das schraubendrehergehäuseseitige Abstützelement als ringförmige Platte ausgebildet. Der wenigstens eine Vorsprung oder die wenigstens eine Vertiefung kann an der dem antriebsgehäuseseitigen Abstützelement zugewandten Stirnseite der ringförmigen Platte angeordnet sein. An der gegenüberliegenden Stirnseite der ringförmigen Platte kann sich ein hülsenartiger Fortsatz befinden, der insbesondere koaxial zu einer zentralen Bohrung der ringförmigen Platte angeordnet ist. Die Bohrung und der Fortsatz der ringförmigen Platte bilden bevorzugt einen Teil einer zentralen Durchgangsöffnung der Abstützanordnung, durch welche sich insbesondere ein Teil der Abtriebswelle erstreckt und/oder in welche die Abstriebswelle hineinragt. Der hülsenartige Fortsatz kann mit einem Innen- oder Außengewindeabschnitt als Schraubendrehergehäuse-Verbindungsmittel versehen sein, über welchen das schraubendrehergehäuseseitige Abstützelement mit einem dazu korrespondierend ausgebildeten Innen- oder Außengewindeabschnitt des Schraubendrehergehäuses oder eines zwischen dem schraubendrehergehäuseseitigen Abstützelement und dem Schraubendrehergehäuse vorgesehenen Zwischenelement in Gewindeeingriff steht.
Vorteilhafterweise umfasst die Drehmomentmesseinrichtung zumindest einen Sensor, wie etwa einen Widerstandssensor und/oder einen elektromagnetischen Sensor und/oder einen Hallsensor und/oder einen magnetoresistiven Sensor und/oder einen galvanomagnetischen Sensor und/oder einen optoelektronischen Sensor und/oder ein Piezoelement und/oder einen piezoelektrischen Sensor und/oder einen piezoresistiven Sensor. Die Drehmomentmesseinrichtung kann auch einen Sensor umfassen, der ausgebildet und/oder eingerichtet ist, um einen Verdrehwinkel und/oder eine Position und/oder eine Verformung und/oder oder eine Verdrillung und/oder eine Verdrehung und/oder eine Torsion und/oder eine Scherkraft und/oder eine Scherung der insbesondere drehelastischen Abstützanordnung, insbesondere eines Bereichs der Abstützanordnung, und/oder des Antriebsgehäuses zu erfassen. Bei der späteren Umrechnung der von einem Sensor erhaltenen Messwerte auf das Reaktions-Drehmoment kann insbesondere die Materialsteifigkeit der drehelastischen Abstützanordnung berücksichtigt werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Drehmomentmesseinrichtung zumindest zwei Messeinrichtungselemente umfasst, die derart ausgebildet und/oder angeordnet sind, dass sie bei einer rotatorischen Auslenkung der insbesondere drehelastischen Abstützanordnung relativ zueinander verschoben werden. Bevorzugt ist zumindest ein Messeinrichtungselement ein Sensor oder ein Teil eines Sensors. Der Sensor kann beispielsweise einer der zuvor aufgeführten Sensoren sein. Besonders bevorzugt handelt es sich bei den Messeinrichtungselementen um ein magnetfelderzeugendes Element und ein magnetfeldmessendes Element. Als magnetfeldmessendes Element kommen beispielsweise ein Hallsensor und/oder ein magnetoresistives Element in Frage. Die Verwendung von magnetfelderzeugenden und magnetfeldmessenden Elementen ermöglicht verglichen mit anderen in Frage kommenden Messeinrichtungselementen eine besonders präzise Erfassung des Abtriebs-Drehmoments. Zudem lassen sich magnetfelderzeugende und magnetfeldmessende Elemente relativ einfach montieren.
Falls die Abstützanordnung eine Hülse und einen Außenring, insbesondere einen Befestigungsflansch, umfasst, die über Verbindungsstege miteinander verbunden sind, ist ein Messeinrichtungselement der Drehmomentmesseinrichtung bevorzugt an einer radial außen liegenden Fläche der Hülse, insbesondere auf einem Podest montiert, angeordnet. Vorzugsweise ist das Messeinrichtungselement an einer radial außen liegenden Fläche des axialen Endbereichs der Hülse, an dem die Hülse über die Verbindungsstege mit dem Außenring verbunden ist, insbesondere auf einem Podest montiert, angeordnet. Ein weiteres Messeinrichtungselement der Drehmomentmesseinrichtung ist vorzugsweise an einer radial innen liegenden Fläche des Außenrings, bevorzugt des ringförmigen Befestigungsflansches, insbesondere auf einem Podest montiert, angeordnet. Die Anordnung des einen Messeinrichtungselements an der Hülse und des anderen Messeinrichtungselements an dem Außenring kann selbstverständlich auch vertauscht sein. Vorteilhafterweise liegen sich die beiden Messeinrichtungselemente der Drehmomentmesseinrichtung gegenüber, berühren sich jedoch insbesondere nicht. Die Drehmomentmesseinrichtung kann ausgebildet und/oder eingerichtet sein, um eine Verschiebung ihrer beiden Messeinrichtungselemente in Umfangsrichtung der drehelastischen Abstützanordnung relativ zueinander bei einem gegeneinander Verdrehen der Hülse und des Außenrings, insbesondere des Befestigungsflansches, zu erfassen. Eine Anordnung aus zwei gegenüberliegenden Messeinrichtungselementen der Drehmomentmesseinrichtung kann anstelle eines Verbindungsstegs vorgesehen sein. Außerdem kann die Anordnung in Umfangsrichtung der drehelastischen Abstützanordnung insbesondere zwischen zwei benachbarten Durchgangsbohrungen des Befestigungsflansches positioniert sein. Vorzugsweise ist in einem der Anordnung direkt radial gegenüberliegenden Bereich der drehelastischen Abstützanordnung kein Verbindungssteg vorgesehen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Antriebsstrang ein Getriebe auf, das sich an das axial vordere Ende des Motors anschließt und in dem Antriebsgehäuse angeordnet ist. Hierbei kann das Antriebsgehäuse zweiteilig ausgebildet sein, wobei der Motor in einem ersten, insbesondere axial hinteren Teil des Antriebsgehäuses angeordnet ist und das Getriebe in einem zweiten, insbesondere axial vorderen Teil des Antriebsgehäuses angeordnet ist. Weiterhin kann das Antriebsgehäuse in Radialrichtung durch einen Spalt, insbesondere einen Luftspalt, von dem Schraubendrehergehäuse getrennt sein. Dies unterstützt die drehbare Lagerung des Antriebsgehäuses im Schraubendrehergehäuse.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Steuerungselektronik vorgesehen ist, die mit der Drehmomentmesseinrichtung und dem Motor gekoppelt ist, um den Motor in Abhängigkeit von Ausgangssignalen der Drehmomentmesseinrichtung auszuschalten. Somit kann der Motor der Drehmomentschrauberanordnung automatisch ausgeschaltet werden, sobald ein vorbestimmtes Solldrehmoment erreicht oder überschritten ist, wodurch Beschädigungen einer mittels der Drehmomentschrauberanordnung hergestellten Schraubverbindung vermieden werden. Bei der Steuerungselektronik kann es sich um eine an dem Schraubendrehergehäuse angeordnete, insbesondere zumindest teilweise, gegebenenfalls vollständig innerhalb des Schraubendrehergehäuses angeordnete, interne Steuerungselektronik, eine von dem Schraubendrehergehäuse entfernt angeordnete, externe Steuerungselektronik und/oder einen übergeordneten Kontroller handeln. Außerdem kann die Steuerungselektronik einen Speicher, insbesondere einen RAM-Speicher, zum Speichern von mehreren vordefinierten Solldrehmomenten und/oder eine Benutzerschnittstelle oder ein Einstell- und/oder Eingabemittel, insbesondere einen berührungsempfindlichen Bildschirm, ein Jogwheel und/oder eine Folientastatur, zum Einstellen eines insbesondere in dem Speicher gespeicherten Solldrehmoments umfassen. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das Drehmoment des Motors über ein Poti insbesondere direkt an einem elektrischen Schraubendreher der Drehmomentschrauberanordnung einstellbar und/oder speicherbar ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung von vier Ausführungsformen einer Drehmomentschrauberanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Darin ist:

1 eine schematische Teilschnittansicht einer Drehmomentschrauberanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine vergrößerte Ansicht des in 1 mit dem Buchstaben „A“ gekennzeichneten Bereichs der Drehmomentschrauberanordnung;
3 eine vergrößerte Ansicht des in 1 mit dem Buchstaben „A“ gekennzeichneten Bereichs der Drehmomentschrauberanordnung mit zusätzlich eingezeichnetem Drehmomentübertragungsweg;
4 eine vergrößerte Ansicht des in 1 mit dem Buchstaben „B“ gekennzeichneten Bereichs der Drehmomentschrauberanordnung;
5 eine perspektivische Ansicht eines axial vorderen Bereichs der Drehmomentschrauberanordnung gemäß der ersten Ausführungsform;
6 eine perspektivische Ansicht einer drehelastischen Abstützanordnung der Drehmomentschrauberanordnung gemäß der ersten Ausführungsform;
7 eine Vorderansicht der drehelastischen Abstützanordnung aus 6;
8 eine vergrößerte Ansicht des in 7 mit dem Buchstaben „C“ gekennzeichneten Bereichs der drehelastischen Abstützanordnung;
9 eine weitere Vorderansicht der drehelastischen Abstützanordnung aus 6;
10 eine Vorderansicht einer drehelastischen Abstützanordnung einer Drehmomentschrauberanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
11 eine perspektivische Ansicht einer Abstützanordnung einer Drehmomentschrauberanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12 eine Vorderansicht eines antriebsgehäuseseitigen Abstützelements der Abstützanordnung aus 11;
13 eine schematische Teilschnittansicht der Drehmomentschrauberanordnung gemäß den ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen mit angedeuteter Position einer Abstützstelle zwischen Antriebsgehäuse und Schraubendrehergehäuse;
14 eine vergrößerte Ansicht des axial vorderen Bereichs der Drehmomentschrauberanordnung von 13;
15 eine schematische Teilschnittansicht einer Drehmomentschrauberanordnung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
16 eine Veranschaulichung des Reaktions-Drehmoments in Bezug auf das Abtriebs-Drehmoment.

Die 1 bis 9 zeigen eine Drehmomentschrauberanordnung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Drehmomentschrauberanordnung 1 weist einen elektrischen Schraubendreher 2 und eine mit diesem verbundene, externe Steuerungselektronik 3a auf. Der elektrische Schraubendreher 2 umfasst ein Schraubendrehergehäuse 4, das aus einem axial vorderen Gehäuseabschnitt 4a, einem mittleren Gehäuseabschnitt 4b und einem axial hinteren Gehäuseabschnitt 4c besteht.
Weiterhin weist der elektrische Schraubendreher 2 einen in den mittleren und axial vorderen Gehäuseabschnitten 4a, 4b des Schraubendrehergehäuses 4 angeordneten Antriebsstrang 5 auf. Dieser weist ein in Radialrichtung durch einen Spalt 6, hier einen Luftspalt, von dem Schraubendrehergehäuse 4 getrenntes, zweiteiliges Antriebsgehäuse 7, einen in einem axial hinteren Teil 7a des Antriebsgehäuses 7 angeordneten Motor 8 in Form eines Elektromotors, ein in einem axial vorderen Teil 7b des Antriebsgehäuses 7 angeordnetes und mit dem Motor 8 verbundenes Getriebe 9, und eine Abtriebswelle 10 des Getriebes 9 auf. Die Abtriebswelle 10 ragt aus dem Antriebsgehäuse 7 an dessen axial vorderer Stirnseite heraus. Das axial vordere Ende der Abtriebswelle 10 ist mit einem Bithalter 11 mit einer Bitaufnahme 12 zur Fixierung eines nicht dargestellten Schraubbits drehfest verbunden. Des Weiteren umfasst der elektrische Schraubendreher 2 eine drehelastische Abstützanordnung 13, welche an genau einer Abstützstelle 14 vorgesehen ist und über welche das während des Betriebs der Drehmomentschrauberanordnung 1 auf das Antriebsgehäuse 7 ausgeübte Reaktions-Drehmoment an dem Schraubendrehergehäuse 4 abgestützt wird. Das Antriebsgehäuse 7 ist an der Abstützstelle 14 über die drehelastische Abstützanordnung 13 mit dem Schraubendrehergehäuse 4 verbunden und ansonsten drehbar im Schraubendrehergehäuse 4 vorgesehen. Genauer gesagt ist die drehelastische Abstützanordnung 13 zwischen der axial vorderen Stirnseite des Antriebsgehäuses 7 und dem Schraubendrehergehäuse 4 angeordnet und ist das Antriebsgehäuse 7 an seiner axial hinteren Stirnseite vorliegend über ein Walzlager, hier ein Rillenkugellager 15 drehbar im Schraubendrehergehäuse 4 gelagert.
Darüber hinaus ist der elektrische Schraubendreher 2 mit einer Drehmomentmesseinrichtung 16 mit acht Dehnungsmessstreifen 16a ausgestattet. Die Drehmomentmesseinrichtung 16 ist ausgebildet und/oder eingerichtet, um das Abtriebs-Drehmoment der Abtriebswelle 10 in Form des abgestützten Reaktions-Drehmoments an der drehelastischen Abstützanordnung 13 zu erfassen.
Des Weiteren umfasst der elektrische Schraubendreher 2 eine Kupplungseinrichtung 17, über die der Bithalter 11 mit dem axial vorderen Ende der Abtriebswelle 10 drehfest aber relativ zu dieser axial verschiebbar verbunden ist. Hierzu steht das axial hintere Ende des Bithalters 11 mit der Kupplungseinrichtung 17 in drehfestem, aber axial verschiebbaren Eingriff. Vorliegend ist der Bithalter 11 am axial vorderen Ende des Schraubendrehergehäuses 4 über eine ein Gleitlager umfassende Lageranordnung 18 axial verschiebbar geführt. Die Kupplungseinrichtung 17 ist mit der Abtriebswelle 10 lösbar verbunden. Außerdem ist die Kupplungseinrichtung 17 von einem Kupplungseinrichtungsgehäuse 19 umgeben, das in dem axial vorderen Gehäuseabschnitt 4a des Schraubendrehergehäuses 4 angeordnet und mit diesem lösbar verbunden, genauer gesagt an einer Verschraubungsstelle 20 verschraubt ist. Der Bithalter 11 wird durch elastische Rückstellmittel 21 in Form einer Schraubendruckfeder in eine axial vordere Ausgangslage gedrückt. Konkret stützt sich die Schraubendruckfeder axial zwischen einer vorderen Stirnfläche der Kupplungseinrichtung 17 und einer rückseitigen Stirnfläche des Bithalters 11 ab, wobei sie auf den axial hinteren Endabschnitt des Bithalters 11 aufgesetzt ist, sodass sie diesen umgreift und durch diesen innenseitig abgestützt wird.
Die drehelastische Abstützanordnung 13 weist einen von einem kreisringförmigen Befestigungsflansch 22 gebildeten Außenring auf. Der Befestigungsflansch 22 ist zwischen seinen beiden Stirnseiten mit vier Durchgangsbohrungen 23 als Antriebsgehäuse-Verbindungsmittel versehen, über welche der Befestigungsflansch 22 lösbar mit der axial vorderen Stirnseite des Antriebsgehäuses 7 verbunden ist. Die Durchgangsbohrungen 23 erstrecken sich jeweils durch einen Bereich des Befestigungsflansches 22, an dem letzterer mittels radial nach innen ragender Materialverstärkungen verstärkt ist. Konkret ist der Befestigungsflansch 22 mittels Befestigungsschrauben 24, die sich durch die Durchgangsbohrungen 23 erstrecken, mit dem Antriebsgehäuse 7 verschraubt. Die Durchgangsbohrungen 23 sind in Umfangsrichtung des Befestigungsflansches 22 gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet, und als Stufenbohrungen mit einem antriebsgehäuseseitigen Abschnitt 23a kleineren Durchmessers und einem sich daran anschließenden Abschnitt 23b größeren Durchmessers ausgebildet. Wie insbesondere in 5 zu erkennen ist, sind die Schraubenköpfe 25 der Befestigungsschrauben 24 jeweils in einem der Abschnitte 23a größeren Durchmessers versenkt.
Des Weiteren umfasst die drehelastische Abstützanordnung 13 eine Hülse 26, die eine zentrale Durchgangsöffnung 27 der drehelastischen Abstützanordnung 13 definiert, durch welche sich die Abtriebswelle 10 hindurch erstreckt. Die Hülse 26 ist von dem Befestigungsflansch 22 radial umgeben und an ihrem axial hinteren Endbereich mit dem Befestigungsflansch 22 über vier radiale Verbindungsstege 28 verbunden. Grundsätzlich kann die Hülse 26 jedoch über beliebig viele Verbindungsstege 28 mit dem Befestigungsflansch 22 verbunden sein. Hierbei sind die Hülse 26 und der Befestigungsflansch 22 ausschließlich über die Verbindungsstege 28 miteinander verbunden und ansonsten durch einen Spalt 29, hier einen Luftspalt, voneinander beabstandet. Der Spalt 29 kann zumindest teilweise mit einer elastischen Masse ausgefüllt sein. Zwischen zwei in Umfangsrichtung des Befestigungsflansches 22 benachbarten Durchgangsbohrungen 23 befindet sich jeweils mittig genau ein Verbindungssteg 28. Auch eine außermittige Anordnung der Verbindungsstege 28 ist möglich. Die Verbindungsstege 28 sind in Umfangsrichtung der drehelastischen Abstützanordnung 13 also gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet. Außerdem weisen die Verbindungsstege 28 in Umfangsrichtung der drehelastischen Abstützanordnung 13 jeweils eine einheitliche Dicke auf. Generell muss die Dicke jedoch nicht einheitlich sein. Die in Umfangsrichtung der drehelastischen Abstützanordnung 13 weisenden Seitenflächen 30 der Verbindungsstege 28 sind als planare Flächen ausgebildet.
Darüber hinaus ist die Hülse 26 an ihrem axial vorderen Endbereich mit einem Außengewindeabschnitt 31 als Schraubendrehergehäuse-Verbindungsmittel versehen. Über den Außengewindeabschnitt 31 steht die Hülse 26 mit einem dazu korrespondierend ausgebildeten Innengewindeabschnitt 32 am axial hinteren Ende des Kupplungseinrichtungsgehäuses 19 in Gewindeeingriff. Auf diese Weise ist die drehelastische Abstützanordnung 13 mit dem Schraubendrehergehäuse 4 über das Kupplungseinrichtungsgehäuse 19 als Zwischenelement verbunden.
Außerdem ist die Drehmomentmesseinrichtung 16 mit der drehelastischen Abstützanordnung 13 verbunden und ausgebildet und/oder eingerichtet, um das Reaktions-Drehmoment axial zwischen den Schraubendrehergehäuse-Verbindungsmitteln und den Antriebsgehäuse-Verbindungsmitteln zu erfassen. Hierzu ist vorliegend auf jede Seitenfläche 30 der Verbindungsstege 28 ein Dehnungsmessstreifen 16a aufgebracht. Die Dehnungsmessstreifen 16a sind derart verschaltet, dass damit ein Reaktions-Drehmoment messbar ist. In einer hier nicht dargestellten weiteren Ausführungsform kann ein einziger Dehnungsmessstreifen 16a vorgesehen sein, der auf eine Seitenfläche 30 eines der Verbindungsstege 28 aufgebracht ist.
Weiterhin weist der elektrische Schraubendreher 2 eine interne Steuerungselektronik 3b auf, die zusammen mit der externen Steuerungselektronik 3a als Steuerungselektronik 3 der Schraubendreheranordnung 1 bezeichnet wird. Die interne Steuerungselektronik 3b ist innerhalb des axial hinteren Gehäuseabschnitts 4c des Schraubendrehergehäuses 4 angeordnet. Die externe Steuerungselektronik 3a liegt außerhalb des elektrischen Schraubendrehers 2 und umfasst einen Speicher 33 mit darin gespeicherten vordefinierten Solldrehmomenten und eine Benutzerschnittstelle 34 in Form eines berührungsempfindlichen Bildschirms. Die interne Steuerungselektronik 3b ist am axial hinteren Ende des Schraubendrehergehäuses 4 über eine Übertragungsleitung 35 mit der externen Steuerungselektronik 3a verbunden. Die Steuerungselektronik 3 ist mit der Drehmomentmesseinrichtung 16 und dem Motor 8 gekoppelt, um den Motor 8 in Abhängigkeit von Ausgangssignalen der Drehmomentmesseinrichtung 16 auszuschalten. In einer hier nicht dargestellten weiteren Ausführungsform weist die Drehmomentschrauberanordnung 1 lediglich eine interne Steuerungselektronik 3b und keine externe Steuerungselektronik 3a auf. In diesem Fall kann die interne Steuerungselektronik 3b die Aufgaben der externen Steuerungselektronik 3a mitübernehmen. Hierzu kann die interne Steuerungselektronik 3b den Speicher 33 und/oder die Benutzerschnittstelle 34 umfassen.
10 zeigt eine drehelastische Abstützanordnung 13 einer Drehmomentschrauberanordnung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die zweite Ausführungsform ist im Wesentlichen identisch zu der ersten Ausführungsform, weshalb im Folgenden nur auf die Unterschiede der zweiten Ausführungsform gegenüber der ersten Ausführungsform eingegangen wird.
Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform lediglich durch eine leicht veränderte Ausgestaltung der drehelastischen Abstützanordnung 13. Denn die Hülse 26 der drehelastischen Abstützanordnung 13 ist an ihrem axial hinteren Endbereich mit dem Befestigungsflansch 22 der drehelastischen Abstützanordnung 13 lediglich über zwei anstatt vier radiale Verbindungsstege 28 verbunden. Hierbei liegen sich die beiden Verbindungsstege 28 radial gegenüber. Zwischen zwei Paaren von in Umfangsrichtung des Befestigungsflansches 22 benachbarten Durchgangsbohrungen 23 sind also keine Verbindungsstege 28 vorgesehen. Diese Bereiche ohne Verbindungsstege 28 liegen sich ebenfalls radial gegenüber. Außerdem umfasst die Drehmomentmesseinrichtung 16 keine Dehnungsmessstreifen 16a, sondern anstatt dessen zwei Messeinrichtungselemente, bei denen es sich um ein magnetfelderzeugendes Element, hier einen Magneten 16b, und ein magnetfeldmessendes Element, hier einen Hallsensor 16c, handelt. Der Magnet 16b ist an einer radial außen liegenden Fläche 36 der Hülse 26 auf einem Podest 37 montiert angeordnet und der Hallsensor 16c ist an einer radial innen liegenden Fläche 38 des ringförmigen Befestigungsflansches 22 auf einem weiteren Podest 39 montiert angeordnet. In einer hier nicht dargestellten weiteren Ausführungsform kann der Magnet 16b an der Fläche 38 und der Hallsensor 16c an der Fläche 36 auf einem jeweiligen Podest 37, 39 montiert angeordnet sein. Der Magnet 16b und der Hallsensor 16c liegen sich direkt gegenüber, berühren sich jedoch nicht. Die Anordnung aus den beiden Podesten 37, 39, dem Magneten 16c und dem Hallsensor 16c befindet sich an einer Position, an der in der ersten Ausführungsform ein weiterer Verbindungssteg 28 vorgesehen ist.
Die 11 und 12 zeigen eine Abstützanordnung 13 einer Drehmomentschrauberanordnung 1 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die dritte Ausführungsform ist im Wesentlichen identisch zu den ersten und zweiten Ausführungsformen, weshalb im Folgenden nur auf die Unterschiede der dritten Ausführungsform gegenüber den ersten und zweiten Ausführungsformen eingegangen wird.
Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von den ersten und zweiten Ausführungsformen lediglich durch eine veränderte Ausgestaltung der Abstützanordnung 13. Diese besteht bei der dritten Ausführungsform aus zwei separaten Elementen, weshalb das Antriebsgehäuse 7 über die Abstützanordnung 13 nicht mit dem Schraubendrehergehäuse 4 verbunden ist. Genauer gesagt weist die Abstützanordnung 13 ein antriebsgehäuseseitiges Abstützelement 40 und ein schraubendrehergehäuseseitiges Abstützelement 41 auf, die mit ihren einander zuweisenden Stirnseiten 43, 46 aneinander anliegen. Das antriebsgehäuseseitige Abstützelement 40 ist als ringförmiger Befestigungsflansch 22 mit vier Durchgangsbohrungen 23 als Antriebsgehäuse-Verbindungsmittel und einer zentralen Bohrung 42 ausgebildet. Darüber hinaus ist das antriebsgehäuseseitige Abstützelement 40 an seiner dem schraubendrehergehäuseseitigen Abstützelement 41 zugewandten Stirnseite 43 mit einer Aussparung 44 versehen. Das schraubendrehergehäuseseitige Abstützelement 41 ist als ringförmige Platte 45 ausgebildet, an deren dem antriebsgehäuseseitigen Abstützelement 40 zugewandten Stirnseite 46 ein zu der Aussparung 44 korrespondierend ausgebildeter und in diese hineinragender Vorsprung 47 angeordnet ist. An der gegenüberliegenden Stirnseite 48 der ringförmigen Platte 45 befindet sich ein hülsenartiger Fortsatz 49, der koaxial zu einer zentralen Bohrung 50 der ringförmigen Platte 45 angeordnet ist. Hierbei bilden die zentrale Bohrung 50 der ringförmigen Platte 45, der Fortsatz 49 und die zentrale Bohrung 42 des Befestigungsflansches 22 die zentrale Durchgangsöffnung 27 der Abstützanordnung 13. Der hülsenartige Fortsatz 49 ist mit einem Außengewindeabschnitt 51 als Schraubendrehergehäuse-Verbindungsmittel versehen, über welchen das schraubendrehergehäuseseitige Abstützelement 41 mit dem dazu korrespondierend ausgebildeten Innengewindeabschnitt 32 am axial hinteren Ende des Kupplungseinrichtungsgehäuses 19 in Gewindeeingriff steht.
Bei der dritten Ausführungsform ist jeweils zwischen zwei gegenüberliegenden, in Umfangsrichtung der Abstützanordnung 13 weisenden Seitenflächen 52 der Aussparung 44 und des Vorsprungs 47 ein Spalt 53 gebildet. Die Anordnung ist derart getroffen, dass die Abstützung des Reaktions-Drehmoments in Umfangsrichtung der Abstützanordnung 13 zwischen den Seitenflächen 52 erfolgt. Vorliegend gibt es also insgesamt zwei Spalte 53, in denen jeweils ein Piezoelement 16d der Drehmomentmesseinrichtung 16 angeordnet ist. An der Abstützanordnung 13 gemäß der dritten Ausführungsform sind also Piezoelemente 16d anstatt Dehnungsmessstreifen 16a beziehungsweise anstatt eines Magneten 16b und eines Hallsensors 16c vorgesehen. Genauer gesagt sind die beiden Piezoelemente 16d jeweils an einer zu dem antriebsgehäuseseitigen Abstützelement 40 gehörenden Seitenfläche 52 eines Spalts 53 befestigt.
Die 13 und 14 zeigen schematische Teilschnittansichten der Drehmomentschrauberanordnung 1 gemäß den ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen. Diese sollen lediglich dazu dienen, die Lage der Abstützstelle 14 zu verdeutlichen. Im Falle der ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen liegt die Abstützstelle 14 am axial vorderen Ende des Antriebsgehäuses 7. Konkret ist die Abstützanordnung 13 zwischen der axial vorderen Stirnseite des Antriebsgehäuses 7 und dem Schraubendrehergehäuse 4 angeordnet.
15 zeigt eine schematische Teilschnittansicht einer Drehmomentschrauberanordnung 1 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von den ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen dadurch, dass die Abstützstelle 14 am axial hinteren Ende des Antriebsgehäuses 7 liegt. Bei der Abstützanordnung 13, über welche das auf das Antriebsgehäuse 7 ausgeübte Reaktions-Drehmoment an der Abstützstelle 14 an dem Schraubendrehergehäuse 4 abgestützt wird, handelt es sich beispielsweise um eine der im Zusammenhang mit den ersten drei Ausführungsformen beschriebenen Abstützanordnungen 13. Bei der vierten Ausführungsform der Erfindung ist das Antriebsgehäuse 7 entsprechend an seinem axial vorderen Ende drehbar im Schraubendrehergehäuse 4 gelagert.
Die erfindungsgemäße Drehmomentschrauberanordnung 1 gemäß der zuvor beschriebenen vier Ausführungsformen kann nach dem im Folgenden erläuterten Verfahren betrieben werden.
An der externen Steuerungselektronik 3a kann ein Benutzer über die Benutzerschnittstelle 34 zunächst ein gewünschtes Solldrehmoment einstellen, indem er das gewünschte Solldrehmoment eingibt oder aus mehreren vordefinierten und in dem Speicher 33 gespeicherten Auswahlmöglichkeiten auswählt. Im Anschluss daran wird der Schraubendreher 2 durch den Benutzer mit einem in der Bitaufnahme 12 des Bithalters 11 fixierten Schraubbit gegen eine zu drehende Schraube gepresst und der Schraubendreher 2 entweder automatisch bei Erreichen einer gewünschten Anpresskraft oder manuell durch den Benutzer aktiviert, also der Motor 8 eingeschaltet. Der Übersichtlichkeit halber sind in den Figuren weder der Schraubbit, noch die Schraube dargestellt.
Beim Drehen der Schraube mittels des Schraubendrehers 2 wird durch das Abtriebs-Drehmoment der Abtriebswelle 10 ein auf das Antriebsgehäuse 7 ausgeübtes Reaktions-Drehmoment bewirkt, welches an der Abstützstelle zwischen dem Antriebsgehäuse 7 und dem Schraubendrehergehäuse 4 über die Abstützanordnung 13 abgestützt wird. Mittels der Drehmomentmesseinrichtung 16 wird das Abtriebs-Drehmoment der Abtriebswelle 10 in Form des abgestützten Reaktions-Drehmoments an der Abstützanordnung 13 erfasst. Beispielsweise im Falle der ersten Ausführungsform der Erfindung, also im Falle des Einsatzes von Dehnungsmessstreifen 16a, erfolgt die Drehmomenterfassung über die Messung einer Verformung der drehelastischen Abstützanordnung 13, insbesondere der Verbindungsstege 28 oder des Befestigungsflansches 22. Beispielsweise im Falle der zweiten Ausführungsform der Erfindung, also im Falle des Einsatzes eines Magneten 16b und eines Hallsensors 16c, erfolgt die Drehmomenterfassung über die Messung einer Verschiebung und/oder Verdrehung des Magneten 16b und des Hallsensors 16c in Umfangsrichtung der drehelastischen Abstützanordnung 13 relativ zueinander bei einer rotatorischen Auslenkung der drehelastischen Abstützanordnung 13, also einem gegeneinander Verdrehen der Hülse 26 und des Befestigungsflansches 22. Im Falle der dritten Ausführungsform der Erfindung, also im Falle des Einsatzes von Piezoelementen 16d, erfolgt die Drehmomenterfassung, indem bei einer Verringerung der Breite eines Spaltes 53 bei einem gegeneinander Verdrehen der beiden Abstützelemente 40, 41 ein Druck auf das in dem Spalt 53 angeordnete Pizeoelement 16d ausgeübt wird, der als elektrisches Signal detektierbar ist. Auf diese Weise lässt sich das Abtriebs-Drehmoment über das Reaktions-Drehmoment verglichen mit vorbekannten Drehmomentschrauberanordnungen deutlich präziser erfassen. Bei Bedarf kann die Messung noch mit einem erfassten Motorstrom des Motors 8 verglichen werden.
Das erfasste Reaktions-Drehmoment wird dann mittels der Steuerungselektronik 3 mit dem voreingestellten gewünschten Solldrehmoment verglichen. Sobald das Solldrehmoment erreicht oder überschritten ist, bewirkt die Steuerungselektronik 3 eine automatische Abschaltung des Motors 8. Auf diese Weise können Beschädigungen einer mittels der Drehmomentschrauberanordnung 1 hergestellten Schraubverbindung vermieden werden.
Bei Bedarf kann eine Kalibrierung der Drehmomentschrauberanordnung 1 insbesondere über die Steuerungselektronik 3 erfolgen. Hierbei wird ein zertifiziertes Messverfahren verwendet, welches mit den erfassten Messwerten aus dem Schraubendreher 2 verglichen wird. Je nach Höhe der Abweichung der Messwerte werden dann die erfassten Messwerte des Schraubendrehers 2 angepasst.
16 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Abtriebs-Drehmoment Mab der Abtriebswelle 10 und dem mittels der Drehmomentmesseinrichtung 16 erfassten Reaktions-Drehmoments M, wobei gilt: M = - Mab
Bezugszeichenliste

1: Drehmomentschrauberanordnung
2: Schraubendreher
3: Steuerungselektronik
3a: externe Steuerungselektronik
3b: interne Steuerungselektronik
4: Schraubendrehergehäuse
4a: axial vorderer Gehäuseabschnitt
4b: mittlerer Gehäuseabschnitt
4c: axial hinterer Gehäuseabschnitt
5: Antriebsstrang
6: Spalt
7: Antriebsgehäuse
7a: axial hinterer Teil des Antriebsgehäuses
7b: axial vorderer Teil des Antriebsgehäuses
8: Motor
9: Getriebe
10: Abtriebswelle
11: Bithalter
12: Bitaufnahme
13: Abstützanordnung
14: Abstützstelle
15: Walzlager
16: Drehmomentmesseinrichtung
16a: Dehnungsmessstreifen
16b: Magnet
16c: Hallsensor
16d: Piezoelement
17: Kupplungseinrichtung
18: Lageranordnung
19: Kupplungseinrichtungsgehäuse
20: Verschraubungsstelle
21: elastische Rückstellmittel
22: Befestigungsflansch
23: Durchgangsbohrung
23a: Abschnitt kleineren Durchmessers
23b: Abschnitt größeren Durchmessers
24: Befestigungsschraube
25: Schraubenkopf
26: Hülse
27: zentrale Durchgangsöffnung der Abstützanordnung
28: Verbindungssteg
29: Spalt
30: Seitenfläche
31: Außengewindeabschnitt
32: Innengewindeabschnitt
33: Speicher
34: Benutzerschnittstelle
35: Übertragungsleitung
36: Fläche
37: Podest
38: Fläche
39: Podest
40: antriebsgehäuseseitiges Abstützelement
41: schraubendrehergehäuseseitiges Abstützelement
42: zentrale Bohrung des Befestigungsflansches
43: Stirnseite
44: Aussparung
45: ringförmige Platte
46: Stirnseite
47: Vorsprung
48: Stirnseite
49: hülsenartiger Fortsatz
50: zentrale Bohrung der ringförmigen Platte
51: Außengewindeabschnitt
52: Seitenfläche
53: Spalt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2127812 A1 [0002]

Claims

Drehmomentschrauberanordnung (1) mit einem Schraubendrehergehäuse (4), einem in dem Schraubendrehergehäuse (4) angeordneten Antriebsstrang (5), der ein Antriebsgehäuse (7), einen in dem Antriebsgehäuse (7) angeordneten Motor (8), insbesondere einen Elektromotor, und eine Abtriebswelle (10) aufweist, die aus dem Antriebsgehäuse (7) an dessen axial vorderer Stirnseite herausragt und deren axial vorderes Ende einen Bithalter (11) zur Fixierung eines Schraubbits umfasst oder mit einem solchen drehfest verbindbar ist, und einer Drehmomentmesseinrichtung (16), dadurch gekennzeichnet, dass an genau einer Abstützstelle (14) eine Abstützanordnung (13) vorgesehen ist, über welche das während des Betriebs der Drehmomentschrauberanordnung (1) auf das Antriebsgehäuse (7) ausgeübte Reaktions-Drehmoment an dem Schraubendrehergehäuse (4) abgestützt wird, und das Antriebsgehäuse (7) ansonsten drehbar im Schraubendrehergehäuse (4) vorgesehen oder gelagert ist, und dass die Drehmomentmesseinrichtung (16), die insbesondere an der Abstützanordnung (13) vorgesehen ist, ausgebildet und/oder eingerichtet ist, um das Abtriebs-Drehmoment der Abtriebswelle (10) in Form des abgestützten Reaktions-Drehmoments an der Abstützanordnung (13) zu erfassen.
Drehmomentschrauberanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützanordnung (13) zwischen einem axialen Ende des Antriebsgehäuses (7), bevorzugt einer axialen Stirnseite des Antriebsgehäuses (7), und dem Schraubendrehergehäuse (4) angeordnet ist, und das Antriebsgehäuse (7) insbesondere an seinem der Abstützanordnung (13) axial gegenüberliegenden Ende, bevorzugt stirnseitig, über ein Lager, insbesondere ein Walzlager (15), bevorzugt ein Rillenkugellager, drehbar im Schraubendrehergehäuse (4) gelagert ist.
Drehmomentschrauberanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützanordnung (13) mit dem Schraubendrehergehäuse (4) über ein Zwischenelement verbunden ist, wobei bevorzugt das Zwischenelement mit der Abstützanordnung (13) und/oder dem Schraubendrehergehäuse (4) lösbar verbunden, insbesondere verschraubt ist.
Drehmomentschrauberanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kupplungseinrichtung (17) vorgesehen ist, über die ein Bithalter (11) mit der Abtriebswelle (10), insbesondere dem axial vorderen Ende der Abtriebswelle (10), drehfest aber relativ zu dieser axial verschiebbar verbunden ist, wobei die Kupplungseinrichtung (17) mit der Abtriebswelle (10) verbunden, bevorzugt lösbar verbunden, insbesondere verschraubt ist und das axial hintere Ende des Bithalters (11) mit der Kupplungseinrichtung (17) in drehfestem, aber axial verschiebbaren Eingriff steht, und dass die Kupplungseinrichtung (17) insbesondere von einem Kupplungseinrichtungsgehäuse (19) umgeben ist, das in dem axial vorderen Endabschnitt des Schraubendrehergehäuses (4) angeordnet und mit diesem lösbar verbunden, bevorzugt verschraubt ist.
Drehmomentschrauberanordnung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass elastische Rückstellmittel (21), wie etwa eine Schraubendruckfeder, Tellerfeder und/oder Gummifeder vorgesehen sind, welche sich zwischen der Kupplungseinrichtung (17) und dem Bithalter (11) abstützen und den Bithalter (11) in eine axial vordere Ausgangslage drücken, wobei die elastischen Rückstellmittel (21) den Bithalter (11) bevorzugt umgreifen, um durch diesen innenseitig abgestützt zu werden.
Drehmomentschrauberanordnung (1) nach Anspruch 3 und einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützanordnung (13) mit dem Schraubendrehergehäuse (4) über das Kupplungseinrichtungsgehäuse (19) als Zwischenelement verbunden ist.
Drehmomentschrauberanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsgehäuse (7) an der Abstützstelle (14) über die Abstützanordnung (13) mit dem Schraubendrehergehäuse (4) verbunden ist, wobei die Abstützanordnung (13) insbesondere Antriebsgehäuse-Verbindungsmittel aufweist, die ausgebildet und/oder eingerichtet sind, um die Abstützanordnung (13) lösbar mit dem Antriebsgehäuse (7) zu verbinden, und/oder Schraubendrehergehäuse-Verbindungsmittel umfasst, die ausgebildet und/oder eingerichtet sind, um die Abstützanordnung (13) mit dem Schraubendrehergehäuse (4) oder mit einem zwischen dem Schraubendrehergehäuse (4) und der Abstützanordnung (13) vorgesehenen Zwischenelement zu verbinden, und wobei die Drehmomentmesseinrichtung (16) insbesondere ausgebildet und/oder eingerichtet ist, um das Reaktions-Drehmoment axial zwischen den Schraubendrehergehäuse-Verbindungsmitteln und den Antriebsgehäuse-Verbindungsmitteln zu erfassen.
Drehmomentschrauberanordnung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützanordnung (13) einen ringförmigen, insbesondere kreisringförmigen Befestigungsflansch (22) umfasst, der zwischen seinen beiden Stirnseiten Durchgangsbohrungen (23) aufweist, als Antriebsgehäuse-Verbindungsmittel, über welche der Befestigungsflansch (22) an einer Stirnseite des Antriebsgehäuses (7) verbunden ist und welche bevorzugt in Umfangsrichtung des Befestigungsflansches (22) insbesondere gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet sind, und die Abstützanordnung (13) bevorzugt eine zentrale Durchgangsöffnung (27) umfasst, durch welche sich insbesondere ein Teil der Abtriebswelle (10) erstreckt und/oder in welche die Abtriebswelle (10) insbesondere hineinragt.
Drehmomentschrauberanordnung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsbohrungen (23) jeweils als Stufenbohrungen mit einem antriebsgehäuseseitigen Abschnitt (23a) kleineren Durchmessers und einem sich daran anschließenden Abschnitt (23b) größeren Durchmessers ausgebildet sind.
Drehmomentschrauberanordnung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützanordnung (13) als drehelastische Abstützanordnung (13) ausgebildet ist und eine insbesondere die zentrale Durchgangsöffnung (27) der drehelastischen Abstützanordnung (13) definierende Hülse (26) umfasst, an der die Schraubendrehergehäuse-Verbindungsmittel ausgebildet sind, und einen die Antriebsgehäuse-Verbindungsmittel aufweisenden Außenring umfasst, der insbesondere von dem Befestigungsflansch (22) gebildet wird und der die Hülse (26) radial umgibt, wobei die Hülse (26) und der Außenring, insbesondere der Befestigungsflansch (22), über radiale Verbindungsstege (28) bevorzugt drehelastisch miteinander verbunden sind, vorzugsweise ausschließlich über die radialen Verbindungsstege (28) miteinander verbunden und ansonsten durch einen Spalt (29) voneinander beabstandet sind, und wobei der Spalt (29) insbesondere zumindest teilweise mit einer elastischen Masse aufgefüllt ist.
Drehmomentschrauberanordnung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Verbindungssteg (28) die Drehmomentmesseinrichtung (16) oder einen Teil davon umfasst oder aus der Drehmomentmesseinrichtung (16) besteht oder mit der Drehmomentmesseinrichtung (16) oder einem Teil davon verbunden ist.
Drehmomentschrauberanordnung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 9 und einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen zwei in Umfangsrichtung des Befestigungsflansches (22) benachbarten Durchgangsbohrungen (23) jeweils zumindest ein, bevorzugt genau ein Verbindungssteg (28) befindet.
Drehmomentschrauberanordnung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (26) an einem axialen Endbereich, insbesondere ihrem axial hinteren Endbereich, über die Verbindungsstege (28) mit dem Außenring, insbesondere dem Befestigungsflansch (22), verbunden ist und an dem gegenüberliegenden axialen Endbereich, insbesondere ihrem axial vorderen Endbereich, mit einem Innen- oder Außengewindeabschnitt (31) als Schraubendrehergehäuse-Verbindungsmittel versehen ist, über welchen die drehelastische Abstützanordnung (13) mit einem dazu korrespondierend ausgebildeten Innen- oder Außengewindeabschnitt (32) des Schraubendrehergehäuses (4) oder eines zwischen der drehelastischen Abstützanordnung (13) und dem Schraubendrehergehäuse (4) vorgesehenen Zwischenelements in Gewindeeingriff steht, wobei der korrespondierende Innen- oder Außengewindeabschnitt (32) insbesondere am axial hinteren Ende des Zwischenabschnitts vorgesehen ist.
Drehmomentschrauberanordnung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die in Umfangsrichtung der drehelastischen Abstützanordnung (13) weisenden Seitenflächen (30) der Verbindungsstege (28) als planare Flächen ausgebildet sind und/oder die Verbindungsstege (28) in Umfangsrichtung der drehelastischen Abstützanordnung (13) jeweils eine zumindest im Wesentlichen einheitliche Dicke aufweisen und/oder die Verbindungsstege (28) in Umfangsrichtung der drehelastischen Abstützanordnung (13) gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet sind.
Drehmomentschrauberanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentmesseinrichtung (16) zumindest einen Dehnungsmessstreifen (16a) umfasst, der derart angeordnet und/oder verschaltet ist, dass damit ein Drehmoment messbar ist, und der bevorzugt nach dem Prinzip der Wheatstone-Brücke zu einer oder mehreren Viertel-, Halb- und/oder Vollbrücken verschaltet ist, wobei insbesondere mehrere Brücken zueinander in Reihe, parallel und/oder gemischt geschaltet sind.
Drehmomentschrauberanordnung (1) nach Anspruch 15 und einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Dehnungsmessstreifen (16a) auf eine in Umfangsrichtung der drehelastischen Abstützanordnung (13) weisende Seitenfläche (30) eines Verbindungsstegs (28) aufgebracht ist, wobei insbesondere auf die in Umfangsrichtung der drehelastischen Abstützanordnung (13) weisenden Seitenflächen (30) der Verbindungsstege (28) jeweils zumindest ein Dehnungsmessstreifen (16a) aufgebracht ist.
Drehmomentschrauberanordnung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützanordnung (13) ein antriebsgehäuseseitiges Abstützelement (40), an dem die Antriebsgehäuse-Verbindungsmittel vorgesehen sind, und ein schraubendrehergehäuseseitiges Abstützelement (41), an dem die Schraubendrehergehäuse-Verbindungsmittel vorgesehen sind, aufweist und eines der beiden Abstützelemente (40, 41) mit wenigstens einer Aussparung (44) und das andere Abstützelement (40, 41) mit wenigstens einem dazu korrespondierend ausgebildeten, in die Aussparung (44) hineinragenden Vorsprung (47) versehen ist, wobei jeweils zwischen zwei gegenüberliegenden, in Umfangsrichtung der Abstützanordnung (13) weisenden Seitenflächen (52) einer Aussparung (44) und eines zugehörigen Vorsprungs (47) ein Spalt (53) gebildet ist, und die Anordnung derart getroffen ist, dass die Abstützung des Reaktions-Drehmoments in Umfangsrichtung der Abstützanordnung (13) zwischen den Seitenflächen (52) erfolgt.
Drehmomentschrauberanordnung (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem Spalt (53) ein Teil der Drehmomentmesseinrichtung (16), insbesondere wenigstens ein Piezoelement (16d) und/oder piezoelektrischer Sensor und/oder piezoresistiver Sensor der Drehmomentmesseinrichtung (16), derart angeordnet ist, bevorzugt derart an wenigstens einer der beiden Seitenflächen (52) befestigt ist, dass bei einer Verringerung der Breite des Spaltes (53) bei einem gegeneinander Verdrehen der beiden Abstützelemente (40, 41) ein Druck auf den in dem Spalt (53) angeordneten Teil der Drehmomentmesseinrichtung (16) ausgeübt wird, der als elektrisches Signal detektierbar ist.
Drehmomentschrauberanordnung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 9 und einem der Ansprüche 17 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das antriebsgehäuseseitige Abstützelement (40) als ringförmiger Befestigungsflansch (22) ausgebildet ist und/oder das schraubendrehergehäuseseitige Abstützelement (41) als ringförmige Platte (45) ausgebildet ist, an deren dem antriebsgehäuseseitigen Abstützelement (40) zugewandten Stirnseite (46) der wenigstens eine Vorsprung (47) oder die wenigstens eine Vertiefung angeordnet ist und an deren gegenüberliegenden Stirnseite (48) sich ein hülsenartiger Fortsatz (49) befindet, der koaxial zu einer zentralen Bohrung (50) der ringförmigen Platte (45) angeordnet ist, wobei die Bohrung (50) und der Fortsatz (49) einen Teil einer zentralen Durchgangsöffnung (27) der Abstützanordnung (13) bilden, durch welche sich insbesondere ein Teil der Abtriebswelle (10) erstreckt und/oder in welche die Abtriebswelle (10) hineinragt.
Drehmomentschrauberanordnung (1) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der hülsenartige Fortsatz (49) mit einem Innen- oder Außengewindeabschnitt (51) als Schraubendrehergehäuse-Verbindungsmittel versehen ist, über welchen das schraubendrehergehäuseseitige Abstützelement (41) mit einem dazu korrespondierend ausgebildeten Innen- oder Außengewindeabschnitt (32) des Schraubendrehergehäuses (4) oder eines zwischen dem schraubendrehergehäuseseitigen Abstützelement (41) und dem Schraubendrehergehäuse (4) vorgesehenen Zwischenelements in Gewindeeingriff steht.
Drehmomentschrauberanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentmesseinrichtung (16) zumindest einen Sensor umfasst, wie etwa einen Widerstandssensor und/oder einen elektromagnetischen Sensor und/oder einen Hallsensor (16c) und/oder einen magnetoresistiven Sensor und/oder einen galvanomagnetischen Sensor und/oder einen optoelektronischen Sensor und/oder einen Sensor, der ausgebildet und/oder eingerichtet ist, um einen Verdrehwinkel und/oder eine Position und/oder eine Verformung und/oder oder eine Verdrillung und/oder eine Verdrehung und/oder eine Torsion und/oder eine Scherkraft und/oder eine Scherung der insbesondere drehelastischen Abstützanordnung (13), insbesondere eines Bereichs der Abstützanordnung (13), und/oder des Antriebsgehäuses (7) zu erfassen.
Drehmomentschrauberanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentmesseinrichtung (16) zumindest zwei Messeinrichtungselemente umfasst, die derart ausgebildet und/oder angeordnet sind, dass sie bei einer rotatorischen Auslenkung der insbesondere drehelastischen Abstützanordnung (13) relativ zueinander verschoben werden, und von denen zumindest eines ein Sensor oder ein Teil eines Sensor ist, wobei es sich bei den Messeinrichtungselementen insbesondere um ein magnetfelderzeugendes Element (16b) und ein magnetfeldmessendes Element, wie etwa einen Hallsensor (16c) und/oder ein magnetoresistives Element, handelt.
Drehmomentschrauberanordnung (1) nach Anspruch 10 und Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein Messeinrichtungselement der Drehmomentmesseinrichtung (16) an einer radial außen liegenden Fläche (36) der Hülse (26), insbesondere auf einem Podest (37) montiert, angeordnet ist und ein weiteres Messeinrichtungselement der Drehmomentmesseinrichtung (16) an einer radial innen liegenden Fläche (38) des Außenrings, bevorzugt des ringförmigen Befestigungsflansches (22), insbesondere auf einem Podest (39) montiert, angeordnet ist, oder umgekehrt, wobei sich die beiden Messeinrichtungselemente der Drehmomentmesseinrichtung (16) gegenüberliegen, insbesondere jedoch nicht berühren, und die Drehmomentmesseinrichtung (16) ausgebildet und/oder eingerichtet ist, um eine Verschiebung ihrer beiden Messeinrichtungselemente in Umfangsrichtung der drehelastischen Abstützanordnung (13) relativ zueinander bei einem gegeneinander Verdrehen der Hülse (26) und des Außenrings, insbesondere des Befestigungsflansches (22), zu erfassen.
Drehmomentschrauberanordnung (1) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung aus den beiden gegenüberliegenden Messeinrichtungselementen der Drehmomentmesseinrichtung (16) anstelle eines Verbindungsstegs (28) vorgesehen ist und die Anordnung in Umfangsrichtung der drehelastischen Abstützanordnung (13) insbesondere zwischen zwei benachbarten Durchgangsbohrungen (23) des Befestigungsflansches (22) positioniert ist.
Drehmomentschrauberanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsgehäuse (7) in Radialrichtung durch einen Spalt (6) von dem Schraubendrehergehäuse (4) getrennt ist.
Drehmomentschrauberanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang (5) ein Getriebe (9) aufweist, das sich an das axial vordere Ende des Motors (8) anschließt und in dem Antriebsgehäuse (7) angeordnet ist.
Drehmomentschrauberanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungselektronik (3) vorgesehen ist, die mit der Drehmomentmesseinrichtung (16) und dem Motor (8) gekoppelt ist, um den Motor (8) in Abhängigkeit von Ausgangssignalen der Drehmomentmesseinrichtung (16) auszuschalten.
Drehmomentschrauberanordnung (1) nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Steuerungselektronik (3) um eine an dem Schraubendrehergehäuse (4) angeordnete, insbesondere zumindest teilweise innerhalb des Schraubendrehergehäuses (4) angeordnete, interne Steuerungselektronik (3b), eine von dem Schraubendrehergehäuse (4) entfernt angeordnete, externe Steuerungselektronik (3a) und/oder einen übergeordneten Kontroller handelt.
Drehmomentschrauberanordnung (1) nach einem der Ansprüche 27 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungselektronik (3) einen Speicher (33), insbesondere einen RAM-Speicher, zum Speichern von mehreren vordefinierten Solldrehmomenten und/oder eine Benutzerschnittstelle (34) oder ein Einstell- und/oder Eingabemittel, insbesondere einen berührungsempfindlichen Bildschirm, ein Jogwheel und/oder eine Folientastatur, zum Einstellen eines insbesondere in dem Speicher (33) gespeicherten Solldrehmoments umfasst.