DE202023100500U1

DE202023100500U1 - Use for a screwing tool

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Publication number: DE202023100500U1
Application number: DE202023100500.4U
Authority: DE
Original assignee: Atlas Copco Industrial Technique AB
Current assignee: Atlas Copco Industrial Technique AB
Priority date: 2022-02-03
Filing date: 2023-02-02
Publication date: 2023-04-04
Anticipated expiration: 2033-02-03

Abstract

Einsatz (1) für ein Schraubwerkzeug (23-1, 23-2), zumindest umfassend:
eine Abtriebswellenöffnung (5b), die mit einer Abtriebswelle (23a, 23b) eines Schraubwerkzeugs (23-1, 23-2) verbindbar ist,
eine Befestigungselementöffnung (5a), die dafür ausgelegt ist, einen Abschnitt eines Befestigungselementkopfes aufzunehmen,
einen Ultraschallwandler (7), der dafür ausgelegt ist, den Befestigungselementkopf zu berühren, wenn sich der Befestigungselementkopf in der Befestigungselementöffnung (5a) befindet, und
einen Drahtlossender (15), der dafür ausgelegt ist, Daten, die auf einem Messsignal des Ultraschallwandlers (7) basieren, drahtlos zu senden.

Insert (1) for a screwing tool (23-1, 23-2), at least comprising:
an output shaft opening (5b) which can be connected to an output shaft (23a, 23b) of a screwing tool (23-1, 23-2),
a fastener opening (5a) adapted to receive a portion of a fastener head,
an ultrasonic transducer (7) adapted to contact the fastener head when the fastener head is in the fastener opening (5a), and
a wireless transmitter (15) designed to wirelessly transmit data based on a measurement signal from the ultrasonic transducer (7).

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf ein Zubehörteil für Schraubwerkzeuge, insbesondere einen Einsatz.The present disclosure relates generally to an accessory for power tools, particularly an insert.

Schraubwerkzeuge können eine Abtriebswelle aufweisen, die mit einem Einsatz zum Koppeln mit einer gewissen Größe oder Art von Befestigungselementen verbunden werden kann.Screwdriving tools can have an output shaft that can be connected to an insert for coupling with a certain size or type of fastener.

Der Einsatz kann mit einem Ultraschallsensor zum Bestimmen der Zugspannung im Befestigungselement bereitgestellt werden, wie zum Beispiel in EP 2 994 732 B1 offenbart.The insert can be provided with an ultrasonic sensor for determining the tensile stress in the fastener, such as in EP 2 994 732 B1 disclosed.

Ein allgemeiner Nachteil von Einsätzen, die einen Ultraschallsensor umfassen, besteht darin, dass es schwierig ist, den Einsatz zwischen verschiedenen Schraubwerkzeugen zu wechseln.A common disadvantage of bits that include an ultrasonic sensor is that it is difficult to switch bits between different wrenching tools.

In Anbetracht der obigen Ausführungen besteht ein Ziel der vorliegenden Offenbarung darin, einen Einsatz für ein Schraubwerkzeug bereitzustellen, der die Probleme des Standes der Technik löst oder zumindest abmildert.In view of the above, it is an object of the present disclosure to provide an insert for a wrenching tool that solves, or at least mitigates, the problems of the prior art.

Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der hier vorgeschlagenen Lösung sind in den unabhängigen Ansprüchen angegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen dargestellt werden.These objects are solved by the features of the independent claims. Further advantageous refinements of the solution proposed here are specified in the independent claims. It is pointed out that the features listed in the dependent claims can be combined with one another in any technologically sensible manner and define further advantageous configurations. In addition, the features specified in the claims are specified and explained in more detail in the description, with further preferred configurations being presented.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Einsatz für ein Schraubwerkzeug bereitgestellt, der zumindest folgende Elemente umfasst: eine Abtriebswellenöffnung, die dafür ausgelegt ist, mit einer Abtriebswelle eines Schraubwerkzeugs verbunden zu werden, eine Befestigungselementöffnung, die dafür ausgelegt ist, einen Abschnitt eines Befestigungselementkopfes aufzunehmen, einen Ultraschallwandler, der dafür ausgelegt ist, den Befestigungselementkopf zu berühren, wenn sich der Befestigungselementkopf in der Befestigungselementöffnung befindet, und einen Drahtlossender, der dafür ausgelegt ist, drahtlos Daten zu senden, die auf einem Messsignal vom Ultraschallwandler basieren.According to a first aspect of the present disclosure, an insert for a wrenching tool is provided, comprising at least the following elements: an output shaft opening that is designed to be connected to an output shaft of a wrenching tool, a fastener opening that is designed to be a portion of a fastener head an ultrasonic transducer configured to contact the fastener head when the fastener head is in the fastener opening, and a wireless transmitter configured to wirelessly transmit data based on a measurement signal from the ultrasonic transducer.

Aufgrund des Drahtlossenders (auch so genannter „wireless transmitter“) ist keine Kabelverbindung zwischen dem Einsatz und dem Schraubwerkzeug für das Übermitteln der Daten erforderlich. Der Einsatz kann somit auf einfache Art und Weise auf verschiedene Schraubwerkzeuge aufgesetzt werden, indem er vom Schraubwerkzeug abgenommen wird, ohne dass etwaige Kabelverbindungen zwischen dem Einsatz und dem Schraubwerkzeug berücksichtigt werden müssen.Due to the wireless transmitter (also known as "wireless transmitter"), no cable connection between the insert and the screwing tool is required to transmit the data. The insert can thus be placed on different screwing tools in a simple manner by being removed from the screwing tool without having to take into account any cable connections between the insert and the screwing tool.

Der Ultraschallwandler (auch genannter „ultrasonic transducer“) ist dafür ausgelegt, Ultraschallwellen zu erfassen.The ultrasonic transducer (also called "ultrasonic transducer") is designed to detect ultrasonic waves.

Der Ultraschallwandler kann dafür ausgelegt sein, Ultraschallwellen zu erzeugen. Die Ultraschallwellen können zum Beispiel im Bereich von 1 bis 20 MHz [Megahertz] liegen, insbesondere im Bereich von 5 bis 15 MHz.The ultrasonic transducer can be designed to generate ultrasonic waves. The ultrasonic waves can be, for example, in the range from 1 to 20 MHz [megahertz], in particular in the range from 5 to 15 MHz.

Der Ultraschallwandler kann ein Ultraschall-Sender-Empfänger (auch genannter „ultrasonic transceiver“) sein.The ultrasonic converter can be an ultrasonic transmitter-receiver (also called “ultrasonic transceiver”).

Eine Ausführungsform umfasst eine (elektrische) Batterieeinheit, die dafür ausgelegt ist, den Ultraschallwandler und den Drahtlossender mit (elektrischem) Strom zu versorgen.An embodiment comprises an (electrical) battery unit, which is designed to supply (electrical) power to the ultrasonic transducer and the wireless transmitter.

Die Batterieeinheit kann eine wiederaufladbare Batterie umfassen. The battery pack may include a rechargeable battery.

Eine Ausführungsform umfasst einen Stromrichter, der mit der Batterieeinheit verbunden und dafür ausgelegt ist, ein Wechselstrom-Signal (AC-Signal) zu erzeugen, das dem Ultraschallwandler zum Erzeugen von Ultraschallwellen zugeführt wird.One embodiment includes a power converter connected to the battery pack and configured to generate an alternating current (AC) signal that is applied to the ultrasonic transducer for generating ultrasonic waves.

Der Stromrichter kann ein Wechselrichter (auch so genannter „inverter“) oder ein DC/AC-Wandler sein.The power converter can be an inverter (also known as an “inverter”) or a DC/AC converter.

Eine Ausführungsform umfasst eine Verarbeitungsschaltungsanordnung, die dafür ausgelegt ist, das Messsignal zum Erhalten eines verarbeiteten Signals zu verarbeiten, wobei die Daten auf dem verarbeiteten Signal basieren.An embodiment includes processing circuitry configured to process the measurement signal to obtain a processed signal, wherein the data is based on the processed signal.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Verarbeitungsschaltungsanordnung dafür ausgelegt, das Messsignal zu dem Zweck zu verarbeiten, zumindest eines von einer Differenz zwischen der Laufzeit von Ultraschallwellen in einem angezogenen und einem nicht angezogenen Befestigungselement, einer Dehnung eines Befestigungselements und einer Vorspannung in einer Befestigungsstelle zu bestimmen.According to one embodiment, the processing circuitry is configured to process the measurement signal for the purpose of determining at least one of a difference between the propagation time of ultrasonic waves in a tightened and a non-tightened fastener, a strain of a fastener and a prestress in a fastener location.

Eine Ausführungsform umfasst ein elastisches Element, das dafür ausgelegt ist, den Ultraschallwandler in einer axialen Richtung von der Abtriebswellenöffnung zur Befestigungselementöffnung vorzuspannen.One embodiment includes a resilient element configured to bias the ultrasonic transducer in an axial direction from the output shaft opening toward the fastener opening.

Das elastische Element kann eine Feder sein.The elastic element can be a spring.

Eine Ausführungsform umfasst ein am Ultraschallwandler angeordnetes Kopplungselement. Dadurch kann der Kontakt zwischen dem Ultraschallwandler und dem Befestigungselement verbessert werden.One embodiment includes a coupling element arranged on the ultrasonic transducer. As a result, the contact between the ultrasonic transducer and the fastening element can be improved.

Das Kopplungselement kann auf einer Seite des Ultraschallwandlers angeordnet und dafür ausgelegt sein, dem Befestigungselement zugewandt zu sein.The coupling element can be arranged on one side of the ultrasonic transducer and designed to face the fastening element.

Das Kopplungselement kann Polyol umfassen bzw. mit einem Material gebildet sein oder daraus bestehen, welches Polyol umfasst. Das Kopplungselement kann Glyzerin umfassen bzw. mit einem Material gebildet sein oder daraus bestehen, welches Glyzerin umfasst.The coupling element can comprise polyol or be formed with or consist of a material which comprises polyol. The coupling element can comprise glycerin or be formed with or consist of a material which comprises glycerin.

Das Kopplungselement kann eine Beschichtung oder eine Schicht sein, die mittels eines Klebstoffs am Ultraschallwandler befestigt ist.The coupling element can be a coating or a layer that is attached to the ultrasonic transducer by means of an adhesive.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Befestigungselementöffnung eine erste polygonale Form und die Abtriebswellenöffnung eine zweite polygonale Form auf. Die erste polygonale Form kann zum Beispiel (im Wesentlichen) sechseckig sein. Die zweite polygonale Form kann (im Wesentlichen) quadratisch sein.According to one embodiment, the fastener opening has a first polygonal shape and the output shaft opening has a second polygonal shape. For example, the first polygonal shape may be (substantially) hexagonal. The second polygonal shape may be (substantially) square.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Drahtlossender dafür ausgelegt, die Daten drahtlos bzw. per Funk an eine Steuerung zu senden.According to one embodiment, the wireless transmitter is designed to send the data wirelessly or by radio to a controller.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Ultraschallwandler ein piezoelektrisches Element.According to one embodiment, the ultrasonic transducer includes a piezoelectric element.

Nach einem zweiten Aspekt wird ein System bereitgestellt, das (mindestens) ein Schraubwerkzeug und (mindestens) einen hier offenbarten Einsatz umfasst.According to a second aspect, there is provided a system comprising (at least) one wrenching tool and (at least) one insert disclosed herein.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Schraubwerkzeug ein Schlagschrauber, ein Impulsschrauber oder ein direkt angetriebenes pneumatisches oder elektrisches Werkzeug.According to one embodiment, the wrenching tool is an impact wrench, an impulse wrench, or a direct-drive pneumatic or electric tool.

Im Allgemeinen sind alle in den Ansprüchen verwendeten Begriffe entsprechend ihrer üblichen Bedeutung auf dem technischen Gebiet zu interpretieren, sofern sie hier nicht ausdrücklich anders definiert sind. Jede Bezugnahme auf „ein/das Element, eine/die Vorrichtung, eine/die Komponente, ein/das Mittel usw.“ sind offen zu interpretieren und beziehen sich auf mindestens eine Instanz „des Elements, der Vorrichtung, der Komponente, des Mittels usw.“, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben.In general, all terms used in the claims are to be construed according to their usual meaning in the technical field, unless otherwise expressly defined herein. Any reference to "an element, device, component, means, etc." is to be interpreted openly and refers to at least one instance of "the element, device, component, means, etc .”, unless expressly stated otherwise.

Die spezifischen Ausführungsformen des hier vorgeschlagenen Konzepts und das technologische Umfeld werden nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben:

1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch ein Beispiel für einen Einsatz; und
2 zeigt schematisch ein System, das den Einsatz aus 1 und ein Schraubwerkzeug umfasst, wobei der Einsatz am Schraubwerkzeug befestigt ist.

The specific embodiments of the concept proposed here and the technological environment will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings:

1 shows schematically a longitudinal section through an example of an insert; and
2 shows schematically a system that uses out 1 and a wrenching tool, wherein the bit is attached to the wrenching tool.

Das hier vorgeschlagene Konzept wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen beispielhafte Ausführungsformen dargestellt sind, ausführlicher beschrieben. Das Konzept kann jedoch in vielen verschiedenen Formen ausgeführt werden und sollte nicht als auf die hier dargelegten Ausführungsformen beschränkt ausgelegt werden; vielmehr werden diese Ausführungsformen exemplarisch zur Verfügung gestellt, um diese Offenbarung gründlich und vollständig zu machen und Fachleuten den Umfang des Konzepts vollständig zu vermitteln. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung bzw. anderen Figuren bzw. den Ansprüchen zu kombinieren.The concept proposed here will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, which show exemplary embodiments. However, the concept can be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein; rather, these embodiments are provided by way of example so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the concept to those skilled in the art. In particular, unless explicitly stated otherwise, it is also possible to extract partial aspects of the facts explained in the figures and to combine them with other components and findings from the present description or other figures or the claims.

In der gesamten Beschreibung beziehen sich gleiche Referenznummern auf gleiche Elemente.Like reference numbers refer to like elements throughout the specification.

1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch ein Beispiel für einen Einsatz 1. 1 shows schematically a longitudinal section through an example of an insert 1.

Der Einsatz 1 ist ein Zubehör für ein Schraubwerkzeug.The insert 1 is an accessory for a screwing tool.

Das Schraubwerkzeug kann zum Beispiel ein Schlagschrauber, ein Impulsschrauber oder ein direkt angetriebenes pneumatisches oder elektrisches Werkzeug sein.The wrenching tool can be, for example, an impact wrench, an impulse wrench, or a direct-drive pneumatic or electric tool.

Der Einsatz 1 umfasst ein vorderes Ende 1a und ein hinteres Ende 1b.The insert 1 comprises a front end 1a and a rear end 1b.

Der Einsatz 1 hat einen Hohlkörper 3, der sich zwischen dem vorderen Ende 1a und dem hinteren Ende 1b erstreckt.The insert 1 has a hollow body 3 extending between the front end 1a and the rear end 1b.

Der Körper 3 umfasst einen vorderen Abschnitt 3a und einem hinteren Abschnitt 3b.The body 3 includes a front portion 3a and a rear portion 3b.

Der vordere Abschnitt 3a kann einen kleineren Außendurchmesser aufweisen als der hintere Abschnitt 3b.The front section 3a can have a smaller outer diameter than the rear section 3b.

Der Einsatz 1 hat eine Längsachse A, die sich mittig zwischen dem vorderen Ende 1a und dem hinteren Ende 1b erstreckt.The insert 1 has a longitudinal axis A extending midway between the front end 1a and the rear end 1b.

Das vordere Ende 1a hat eine Befestigungselementöffnung 5a, die dafür ausgelegt ist, einen Abschnitt eines Befestigungselementkopfes aufzunehmen.The forward end 1a has a fastener opening 5a adapted to receive a portion of a fastener head.

Die Befestigungselementöffnung 5a kann in einem Schnitt senkrecht zur Längsachse A des Einsatzes 1 eine nicht-kreisförmige Querschnittsform aufweisen. Die nicht kreisförmige Querschnittsform kann eine (erste) polygonale Form sein. Die (erste) polygonale Form kann zum Beispiel sechseckig sein.The fastener opening 5a may have a non-circular cross-sectional shape in a section perpendicular to the longitudinal axis A of the insert 1 . The non-circular cross-sectional shape may be a (first) polygonal shape. The (first) polygonal shape can be hexagonal, for example.

Das hintere Ende 1b hat eine Abtriebswellenöffnung 5b, die zur Verbindung mit einer Abtriebswelle eines Schraubwerkzeugs ausgelegt ist. Die Abtriebswellenöffnung 5b ist dafür ausgelegt, die Abtriebswelle eines Schraubwerkzeugs aufzunehmen.The rear end 1b has an output shaft hole 5b adapted for connection to an output shaft of a screwing tool. The output shaft opening 5b is designed to accommodate the output shaft of a screwing tool.

Die Abtriebswellenöffnung 5b kann in einem Schnitt senkrecht zur Längsachse A des Einsatzes 1 eine nicht-kreisförmige Querschnittsform aufweisen. Die nicht kreisförmige Querschnittsform kann eine (zweite) polygonale Form sein. Die (zweite) polygonale Form kann zum Beispiel rechteckig sein, etwa quadratisch.The output shaft opening 5b can have a non-circular cross-sectional shape in a section perpendicular to the longitudinal axis A of the insert 1 . The non-circular cross-sectional shape may be a (second) polygonal shape. The (second) polygonal shape can be, for example, rectangular, such as square.

Der Einsatz 1 umfasst einen Ultraschallwandler 7.The insert 1 includes an ultrasonic transducer 7.

Der Ultraschallwandler 7 ist im vorderen Abschnitt 3a angeordnet.The ultrasonic transducer 7 is arranged in the front section 3a.

Der Ultraschallwandler 7 ist in der vorderen Öffnung 1a angeordnet.The ultrasonic transducer 7 is arranged in the front opening 1a.

Der Ultraschallwandler 7 ist dafür ausgelegt, Ultraschallwellen zu erzeugen.The ultrasonic transducer 7 is designed to generate ultrasonic waves.

Der Ultraschallwandler 7 ist dafür ausgelegt, Echos von Ultraschallwellen zu erfassen, die vom Ultraschallwandler 7 in einen Befestigungselementkopf gesendet werden. Der Ultraschallwandler 7 ist dafür ausgelegt, auf der Grundlage erfasster Echos ein Messsignal zu erzeugen.The ultrasonic transducer 7 is designed to detect echoes of ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic transducer 7 into a fastener head. The ultrasonic transducer 7 is designed to generate a measurement signal on the basis of detected echoes.

Der Ultraschallwandler 7 kann zum Beispiel ein piezoelektrisches Element (wie beispielsweise einen piezoelektrischen Chip) umfassen, der dafür ausgelegt ist, Ultraschallwellen zu erzeugen und zu erfassen.For example, the ultrasonic transducer 7 may include a piezoelectric element (such as a piezoelectric chip) configured to generate and detect ultrasonic waves.

Der Ultraschallwandler 7 ist mit einem Kopplungselement 9 bereitgestellt. Der Ultraschallwandler 7 hat ein vorderes Wandler-Ende, das dafür ausgelegt ist, dem Befestigungselementkopf zugewandt zu sein. Das Kopplungselement 9 ist am vorderen Wandler-Ende bereitgestellt.The ultrasonic transducer 7 is provided with a coupling element 9 . The ultrasonic transducer 7 has a front transducer end designed to face the fastener head. The coupling member 9 is provided at the transducer front end.

Der Ultraschallwandler 7 ist in Richtung des vorderen Endes 1a vorgespannt. Der Einsatz 1 umfasst ein elastisches Element 11, das dafür ausgelegt ist, den Ultraschallwandler in Richtung des vorderen Endes 1a vorzuspannen.The ultrasonic transducer 7 is biased towards the front end 1a. The insert 1 comprises an elastic element 11 designed to bias the ultrasonic transducer towards the front end 1a.

Das elastische Element 11 kann eine Feder mit Druckfederfunktion sein.The elastic element 11 can be a spring with a compression spring function.

Der Einsatz 1 kann ein sphärisches Axiallager 13 umfassen. Das sphärische Axiallager 13 ist zwischen dem Ultraschallwandler 7 und dem elastischen Element 11 angeordnet. Das sphärische Axiallager 13 ermöglicht eine Kippung des Ultraschallwandlers 7 gegenüber der Längsachse A des Einsatzes 1. Dies ermöglicht es dem Ultraschallwandler 7, Ultraschallwellen entlang der Längsachse des Befestigungselements zu senden, selbst wenn der Einsatz relativ zur Längsachse des Befestigungselements leicht gekippt ist.The insert 1 may include a spherical thrust bearing 13 . The spherical thrust bearing 13 is arranged between the ultrasonic transducer 7 and the elastic element 11 . The spherical thrust bearing 13 allows the ultrasonic transducer 7 to be tilted relative to the longitudinal axis A of the insert 1. This allows the ultrasonic transducer 7 to transmit ultrasonic waves along the longitudinal axis of the fastener even when the insert is slightly tilted relative to the longitudinal axis of the fastener.

Der Einsatz 1 umfasst einen Drahtlossender 15. Der Drahtlossender 15 ist dafür ausgelegt, drahtlos über ein Drahtlosprotokoll wie etwa Wi-Fi, Bluetooth, 3G, Long-Term Evolution (LTE), 4G oder 5G zu kommunizieren.The insert 1 includes a wireless transmitter 15. The wireless transmitter 15 is designed to communicate wirelessly via a wireless protocol such as Wi-Fi, Bluetooth, 3G, Long-Term Evolution (LTE), 4G or 5G.

Der Drahtlossender 15 ist dafür ausgelegt, Daten drahtlos zu senden. Die Daten basieren auf dem vom Ultraschallwandler 7 erzeugten Messsignal.The wireless transmitter 15 is designed to send data wirelessly. The data are based on the measurement signal generated by the ultrasonic transducer 7 .

Der Drahtlossender 15 kann dafür ausgelegt sein, die Daten drahtlos an eine externe Steuerung, etwa eine Drehmomentsteuerung, und/oder an ein Schraubwerkzeug zu senden.The wireless transmitter 15 can be designed to send the data wirelessly to an external controller, such as a torque controller, and/or to a screwdriving tool.

Der Drahtlossender 15 kann im vorderen Abschnitt 3a oder im hinteren Abschnitt 3b des Körpers 3 angeordnet sein.The wireless transmitter 15 may be disposed in the front portion 3a or the rear portion 3b of the body 3.

Der Drahtlossender 15 kann in einem zentralen Kanal, der sich durch den Körper 3 erstreckt, in einer Aussparung oder einer Öffnung einer Innenfläche des Körpers 3 oder in einer Aussparung oder einer Öffnung einer Außenfläche des Körpers 3 angeordnet sein.The wireless transmitter 15 may be placed in a central channel extending through the body 3 , in a recess or opening of an inner surface of the body 3 , or in a recess or opening of an outer surface of the body 3 .

Der Einsatz 1 kann eine Verarbeitungsschaltungsanordnung 17 umfassen, die dafür ausgelegt ist, dass vom Ultraschallwandler 7 erzeugte Messsignal zum Erhalten eines verarbeiteten Signals zu verarbeiten.The insert 1 can comprise processing circuitry 17 which is designed to process the measurement signal generated by the ultrasonic transducer 7 to obtain a processed signal.

Die Verarbeitungsschaltungsanordnung 17 kann beispielsweise dafür ausgelegt sein, das Messsignal zum Bestimmen einer oder mehrerer Differenzen zwischen der Laufzeit von Ultraschallwellen in einem angezogenen und einem nicht angezogenen Befestigungselement, einer Dehnung eines Befestigungselements und einer Vorspannung in einer Befestigungsstelle zu verarbeiten.The processing circuit arrangement 17 can be designed, for example, to use the measurement signal to determine one or more differences zen between the transit time of ultrasonic waves in a tightened and a non-tightened fastener, elongation of a fastener and prestress in a fastener site.

Die Dehnung des Befestigungselements kann auf der Grundlage der Differenz zwischen der Laufzeit der Ultraschallwellen in einem angezogenen und einem nicht angezogenen Befestigungselement bestimmt werden, und die Vorspannung kann auf der Grundlage der Dehnung des Befestigungselements bestimmt werden.The elongation of the fastener can be determined based on the difference between the transit time of the ultrasonic waves in a tightened and untightened fastener, and the preload can be determined based on the elongation of the fastener.

Die Verarbeitungsschaltungsanordnung 17 kann beispielsweise eine beliebige Kombination aus einer oder mehreren geeigneten Zentraleinheiten („central processing unit“; CPU), Multiprozessoren, Mikrocontrollern, Digitalprozessoren („digital processor“; DSP), anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen („application specific integrated circuit“; ASIC), feldprogrammierbaren Gate-Arrays („field programmable gate arrays“; FPGA) usw. verwenden.The processing circuitry 17 may, for example, be any combination of one or more suitable central processing units (CPU), multiprocessors, microcontrollers, digital processors (DSP), application specific integrated circuits (ASIC ), field programmable gate arrays (FPGA), etc.

Der Einsatz 1 kann ein Speichermedium umfassen, das ein Computerprogramm umfasst, das bei seiner Ausführung durch die Verarbeitungsschaltungsanordnung 17 Schritte zum Bestimmen von einem oder mehreren von der Differenz zwischen der Laufzeit von Ultraschallwellen in einem angezogenen und einem nicht angezogenen Befestigungselement, der Dehnung eines Befestigungselements und der Vorspannung in einer Befestigungsstelle ausführt.The insert 1 may comprise a storage medium comprising a computer program which when executed by the processing circuitry 17 performs steps of determining one or more of the difference between the transit time of ultrasonic waves in a tightened and a untightened fastener, the elongation of a fastener and of prestressing in a fastening point.

Das Speichermedium kann zum Beispiel als Speicher, wie ein Direktzugriffsspeicher („random access memory“; RAM), ein Festwertspeicher („read-only memory“; ROM), ein löschbarer programmierbarer Festwertspeicher („rasable programmable read-only memory“; EPROM) oder ein elektrisch löschbarer programmierbarer Festwertspeicher („electrically erasable programmable read-only memory“; EEPROM) und spezifischer als nichtflüchtiges Speichermedium einer Vorrichtung in einem externen Speicher wie einem USB(„universal serial bus“)-Speicher oder einem Flash-Speicher, wie einem „Compact Flash“-Speicher, ausgeführt sein.The storage medium may be, for example, memory such as random access memory (RAM), read-only memory (ROM), rasable programmable read-only memory (EPROM) or an electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM) and more specifically as a non-volatile storage medium of a device in an external memory such as a USB (universal serial bus) memory or a flash memory such as a "Compact Flash" memory.

Der Einsatz 1 umfasst eine Batterieeinheit 19.The insert 1 includes a battery unit 19.

Die Batterieeinheit 19 kann eine wiederaufladbare Batterie umfassen.The battery unit 19 may include a rechargeable battery.

Die Batterieeinheit 19 kann eine Ladeschnittstelle 19a umfassen, die dafür ausgelegt ist, an ein externes Ladegerät zum Laden der Batterieeinheit 19 angeschlossen zu werden. Die Ladeschnittstelle 19a kann zum Beispiel in der Abtriebswellenöffnung 5b angeordnet sein, die dem hinteren Ende 1b des Körpers 3 zugewandt ist. In einem anderen Beispiel kann die Ladeschnittstelle 19a entlang des Außenumfangs des hinteren Abschnitts 3b des Gehäuses 3 angeordnet sein.The battery pack 19 may include a charging interface 19a configured to be connected to an external charger for charging the battery pack 19 . The charging interface 19a can be arranged in the output shaft opening 5b facing the rear end 1b of the body 3, for example. In another example, the charging interface 19a may be arranged along the outer perimeter of the rear section 3b of the housing 3 .

Die Batterieeinheit 19 ist dafür ausgelegt, den Ultraschallwandler 7 mit Strom zu versorgen.The battery unit 19 is designed to supply the ultrasonic transducer 7 with power.

Die Batterieeinheit 19 ist dafür ausgelegt, den Drahtlossender 15 mit Strom zu versorgen.The battery pack 19 is designed to power the wireless transmitter 15 .

Bei Beispielen, die eine Verarbeitungsschaltungsanordnung 17 umfassen, ist die Batterieeinheit 19 dafür ausgelegt, die Verarbeitungsschaltungsanordnung 17 mit Strom zu versorgen.In examples that include processing circuitry 17 , battery pack 19 is configured to power processing circuitry 17 .

Der Einsatz 1 umfasst einen Stromrichter 20, der dafür ausgelegt ist, den Ultraschallwandler 7 mit Strom zu versorgen, damit der Ultraschallwandler 7 Ultraschallwellen erzeugt.The insert 1 comprises a power converter 20 which is designed to supply the ultrasonic transducer 7 with power so that the ultrasonic transducer 7 generates ultrasonic waves.

Der Stromrichter 20 kann mit der Batterieeinheit 19 verbunden sein. Der Stromrichter 20 ist dafür ausgelegt, Gleichstrom aus der Batterieeinheit 19 in ein Wechselstromsignal umzuwandeln, das dem Ultraschallwandler 7 zum Erzeugen von Ultraschallwellen zugeführt wird.The power converter 20 can be connected to the battery unit 19 . The power converter 20 is designed to convert direct current from the battery unit 19 into an alternating current signal, which is supplied to the ultrasonic transducer 7 for generating ultrasonic waves.

2 zeigt schematisch ein Beispiel für ein System 21, das den Einsatz 1 und ein Schraubwerkzeug 23-1 umfasst. 2 shows schematically an example of a system 21 comprising the insert 1 and a screwing tool 23-1.

Das Schraubwerkzeug 23-1 kann zum Beispiel ein Schlagschrauber, ein Impulsschrauber oder ein direkt angetriebenes pneumatisches oder elektrisches Werkzeug sein.The wrenching tool 23-1 can be, for example, an impact wrench, an impulse wrench, or a direct-drive pneumatic or electric tool.

Das Schraubwerkzeug 23-1 umfasst eine Abtriebswelle 23a. Die Abtriebswelle 23a ist dafür ausgelegt, von einem Motor, etwa einem Elektromotor oder einem Druckluftmotor, angetrieben zu werden.The screwing tool 23-1 includes an output shaft 23a. The output shaft 23a is designed to be driven by a motor such as an electric motor or an air motor.

Der Einsatz 1 wird mit dem Schraubwerkzeug 23-1 verbunden, indem die Abtriebswelle 23a in die Abtriebswellenöffnung 5b eingeführt wird.The bit 1 is connected to the screwing tool 23-1 by inserting the output shaft 23a into the output shaft hole 5b.

Die Befestigungselementöffnung 5a wird über einem Befestigungselementkopf platziert und eine axiale Kraft wird auf den Befestigungselementkopf ausgeübt, um das elastische Element 11 vor einem Anziehvorgang zusammenzudrücken. Der Ultraschallwandler 7 wird dadurch entlang der Längsachse A axial weiter in den Körper 3 hineingeschoben.The fastener opening 5a is placed over a fastener head and an axial force is applied to the fastener head to compress the elastic member 11 prior to a tightening operation. As a result, the ultrasonic transducer 7 is axially pushed further into the body 3 along the longitudinal axis A.

Das Schraubwerkzeug 23-1 kann dann zum Durchführen eines Anziehvorgangs betätigt werden. Der Ultraschallwandler 7 sendet während des Anziehvorgangs Ultraschallwellen in den Befestigungselementkopf und entlang der Längsachse des Befestigungselements.The screwing tool 23-1 can then be operated to perform a tightening operation. The ultrasonic transducer 7 transmits during the The tightening process sends ultrasonic waves into the fastener head and along the longitudinal axis of the fastener.

Der Drahtlossender 15 sendet Daten, die auf dem vom Ultraschallwandler 7 erhaltenen Messsignal basieren. Die Daten können das in digitale Form umgewandelte Messsignal und/oder das von der Verarbeitungsschaltungsanordnung 17 erhaltene verarbeitete Signal umfassen. Die Daten werden vom Drahtlossender 15 an eine externe Steuerung 25, d. h. außerhalb vom Einsatz 1, gesendet, die zum Steuern des Schraubwerkzeugs 23-1 ausgelegt ist. Gemäß einem Beispiel kann der Drahtlossender 15 die Daten direkt an das Schraubwerkzeug 23-1 senden.The wireless transmitter 15 transmits data based on the measurement signal received from the ultrasonic transducer 7 . The data may include the measurement signal converted into digital form and/or the processed signal obtained from the processing circuitry 17 . The data is sent from the wireless transmitter 15 to an external controller 25, i. H. outside of the insert 1, which is designed to control the screwing tool 23-1. According to one example, the wireless transmitter 15 can send the data directly to the screwing tool 23-1.

Die externe Steuerung 25 kann dafür ausgelegt sein, das Schraubwerkzeug 23-1 auf der Grundlage der Daten so zu steuern, dass eine vorbestimmte Vorspannung erreicht wird.The external controller 25 may be configured to control the screwing tool 23-1 based on the data so that a predetermined preload is achieved.

Die externe Steuerung 25 kann dafür ausgelegt sein, die Daten zu speichern, wenn die Vorspannung bereits vom Einsatz 1 bestimmt wurde, oder die Vorspannung auf der Grundlage der Daten zu berechnen und in einer Datenbank zu speichern, in der das angezogene Befestigungselement mit der Vorspannung verknüpft ist.The external controller 25 may be arranged to store the data if the preload has already been determined by the insert 1, or to calculate the preload based on the data and store it in a database linking the tightened fastener to the preload is.

Der Einsatz 1 kann auf einfache Weise vom Schraubwerkzeug 23-1 abgenommen und an der Abtriebswelle 23b eines anderen Schraubwerkzeugs 23-2 befestigt werden, wobei die Abtriebswelle 23b die gleiche Struktur und Größe wie die Abtriebswelle 23a des Schraubwerkzeugs 23-1 aufweist.The bit 1 can be easily detached from the wrench 23-1 and attached to the output shaft 23b of another wrench 23-2, the output shaft 23b having the same structure and size as the output shaft 23a of the wrench 23-1.

Das hier vorgeschlagene Konzept wurde oben hauptsächlich anhand einiger Beispiele beschrieben. Wie für Fachleute jedoch leicht ersichtlich ist, sind andere Ausführungsformen als die oben offenbarten im Umfang des Konzepts ebenfalls möglich.The concept proposed here has been described above mainly by means of a few examples. However, as will be readily appreciated by those skilled in the art, embodiments other than those disclosed above are also possible within the scope of the concept.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

EP 2994732 B1 [0003]

Claims

Use (1) after claim 1 , comprising a battery unit (19) which is designed to supply the ultrasonic transducer (7) and the wireless transmitter (15) with power.

Use (1) after claim 2 , comprising a power converter (20) which is connected to the battery unit (19) and adapted to generate an AC signal which is fed to the ultrasonic transducer (7) for generating ultrasonic waves.

Use (1) according to any one of the preceding claims, comprising processing circuitry (17) arranged to process the measurement signal to obtain a processed signal, the data being based on the processed signal.

Use (1) after claim 4 , wherein the processing circuitry (17) is designed to process the measurement signal for the purpose of determining at least one of a difference between the transit time of ultrasonic waves in a tightened and a non-tightened fastener, a strain of a fastener and a prestress in a fastening point .

Insert (1) according to any one of the preceding claims, comprising a resilient member (11) adapted to bias the ultrasonic transducer (7) in an axial direction from the output shaft opening (5b) towards the fastener opening (5a).

Insert (1) according to one of the preceding claims, comprising a coupling element (9) arranged on the ultrasonic transducer (7), the coupling element (9) preferably being provided on a front end of the ultrasonic transducer (7) which faces the fastening element head.

An insert according to any one of the preceding claims, wherein the fastener hole (5a) has a polygonal shape and the output shaft hole (5b) has a polygonal shape.

Insert (1) according to any one of the preceding claims, wherein the wireless transmitter (15) is adapted to send the data wirelessly to a controller (25).

Insert (1) according to one of the preceding claims, wherein the ultrasonic transducer (7) comprises a piezoelectric element.

Insert (1) according to any one of the preceding claims, comprising an elastic element (11) adapted to bias the ultrasonic transducer (7) towards a front end (1a).

Insert (1) according to the preceding claim, wherein this comprises a spherical axial bearing (13) between the ultrasonic transducer (7) and the elastic element (11) and a tilting of the ultrasonic transducer (7) relative to a longitudinal axis of the insert (1). .

System (21) comprising a screwing tool (23-1) and an insert (1) according to one of the preceding claims.

system (21) according to Claim 13 , wherein the screwing tool (23-1) is an impact wrench, an impulse tool or a directly driven pneumatic or electric tool.