DE2149424C3 - Drehmoment-Prüfvorrichtung, insbesondere für Drehmomentschlüssel - Google Patents

Description

35

Die Erfindung betrifft eire Drehmoment-Prüfvorrichtung für einen in Abhängigkeit von einem ihm zugeführten Drehmoment arbeitenden Prüfling, insbesondere für einen Drehmomentschlüssel, mit einem im Bereich eines seiner Enden um eine Achse schwenkbar gelagerten und dort mit einer drehmomentübertragenden Kupplung für den Prüfling versehenen Hebel, der in einem einen Hebelarm definierenden Abstand von der Achse auf dem freien Ende eines rechtwinklig zu dem Hebel verlaufenden Schafts eines Kolbens einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Anordnung aufliegt, an die ein Druckmesser angeschlossen ist.

Eine derartige Prüfvorrichtung ist aus der US-PS 30 11 332 bekannt. Die Verwendung einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Anordnung, an die ein Druckmesser angeschlossen ist, bietet den Vorteil, daß es zur Erzeugung eines die Größe des jeweils auf den Prüfling aufgebrachten Drehmomentes anzeigenden Druckwertes praktisch keiner Bewegung des Kolbens in Richtung seiner Achse bedarf, so daß auch der unter der Wirkung des dem Prüfling zugeführten Drehmoments schwenkbare Hebel praktisch keine Schwenkbewegung ausführt und demgemäß der durch den Abstand zwischen der Schwenkachse einerseits und der Auflagestelle des Hebels auf dem Kolbenschaft andererseits gebildete Hebelarm stets praktisch konstant bleibt. Ferner ermöglicht die Linearität des Zusammenhangs zwischen Druck im Zylinder einerseits und auf den Prüfling aufgebrachtem Drehmoment andererseits es nicht nur, dem Druckmesser eine in Drehmomentwerten geeichte Skala zu geben, sondern bei entsprechender Wahl des den Hebelarm der Übertragung darstellenden Abslands zwischen der Achse des Schwenklagers und der Auflage de? Hebels auf dem Kolbenschaft eine Skala _zu vc-wenden. die in Werten geeicht «st. die sowohl dem jeweiligen Druck im Zylinder als auch dem jeweils aufgebrachten Drehmoment entsprechen.

Wie Untersuchungen gezeigt haben, ist eine Fehlerauelle beim Arbeiten mit einer derartigen Prüfvomchtune darin zu sehen, daß eine lmear m.t dem Drehmoment ansteigende Reibung auftritt, und zwar örtlich im Bereich des Kolbens der Kolben-Zylinder-Anordnung, der verständlicherweise gegenüber der Zvlinderwand abgedichtet ist. Infolge dieser Re.bung wird auf den Hebel also nicht nur dasjenige Drehmoment ausgeübt, das am Druckmesser angezeigt wird. sondern zusätzlich ein. Drehmoment, das auf den genannten Reibkräften beruht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehmoment-Prüfvorrichtung der beschriebenen Art so zu verbessern, daß die Wirkung der linear mit dem Drehmoment ansteigenden Reibung kompensiert * erden kann. .

Die erfindungsgemäße Losung dieser Aulgabe im dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben-Zylmder-Anordnung mittels einer Einrichtung zur Parallelverschiebung in Richtung des Hebels in einer Position gelagert ist bei dpr der Hebelarm um ein die Wirkung der linear mit dem Drehmoment ansteigenden Reibung der Vorrichtung kompensierendes Stück verkürzt ist.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen können auch dadurch benutzt werden, zur Änderung des Meßbereichs den durch den Abstand zwischen Schwenkachse einerseits und Auflagestelle andererseits des Hebels gebildeten Hebelarm veränderbar zu machen.

Die DL-PS 45 858 beschreibt ein Prülgerät für Drehmomentschlüssel, bei dem der Prüfling auf einer Platte fest eingespannt wird. An ihm greift wiederum ein Hebel an, auf den sich die Kolbenstange eines Gegenkolbens abstützt, der in einem ferner einen ersten Kolben aufweisenden Zylinder sitzt. Dieser erste Kolben ist mit einem Handrad zum Aufbringen der Prüfkraft versehen. Zwischen den beiden Kolben ist an dem Hydraulikzylinder ein Manometer angeschlossen. Die Krafteinleitung von dem Schaft des Gegenkolbens in den Hebel erfolgt mittels eines Stif'.s, der ein axiales Langloch in dem Hebel durchsettt. Bei dieser bekannten Vorrichtung tritt das der Erfindung zugrundeliegende Problem nicht auf, da sich hier Reibungskräfte im Bereich der Kolben nicht als die Messung verfälschende und daher störende Drehmomente bemerkbar machen. Die an dieser Stelle auftretenden Reibungskräfte werden nämlich direkt durch die auf das Handrad ausgeübten Kräfte überwunden, ohne daß sie in irgendeiner Form in die Messung eingehen. Diese Reibungskräfte liegen nämlich nicht, wie bei der Erfindung, innerhalb des Kraftverlaufs zwischen dem Ort des äußeren Kraftangriffs und der Meßstelle, sondern gleichsam vor der eigentlichen Meßvorrichtung.

Konstruktiv kann die Erfindung im einzelnen so ausgebildet sein, daß der Zylinder eine von einer parallel zu dem Hebel verlaufenden Gewindespindel durchsetzte Wand aufweist, so daß beim Drehen der Spindel infolge Drehsicherung des Zylinders dieser zusammen mit dem freien Ende des Schafts parallel zu dem Hebel verschoben werden kann. Zur Kompensation der linear mit dem Drehmoment ansteigenden Reibung in der Vorrichtung wird der Hebelarm etwas verkürzt, so daß hierdurch eine Vergrößerung der auf den Kolben

übertragenden Kraft um einen Wert hervorgerufen wird, der den Reibungsverlusten in der Vorrichtung entspricht.

Den Zylinder wird man mit einer Gleitfläche auf einer Grundplatte aufliegen lassen, die auch die Lagerung des Hebels trägt.

Um den konstanten Anteil der Reibung möglichst niedrig zu halten, wird man die Lagerung des Hebels und die Gleitflächen des Kolbens möglichst reibungsfrei ausführen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren beschrieben, von denen F i g. 1 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, und F i g. 2 den in Fig. 1 mit II-1I bezeichneten Schnitt darstellen.

Auf der Grundplatte 1 der Vorrichtung ist über die Schwenklagerung 2 der Hebel 3 und über die Gewindespindel 4 die Kolben-Zylinder-Anordnung 5 mit dem angeschlossenen Druckmtsser 6 gehalten. Betrachtet man zunächst die Schwenklagerung 2. welche die die Achse 7 des Hebels 3 senkrecht durchsetzende Schwenkachse 8 definiert, so enthält sie als wesentlichen Bcstandieil die in den beiden Kugellagern 9 und 10 reibungsfrei gehaltene Lagerwelk· II, deren aus der Lagerhülse 12 herausragendes freies Ende bei 13 als Sechskantmutter ausgebildet ist. Diese 2s Sechskantmutter 13 stellt die drehmomentüber;ragenoe Kupplung für den Prüfling dar, der mit einem entsprechenden Gegenstück auf die Kupplung 13 aufgesetzt wird. Beispielsweise handelt es sich bei dem Prüfling um einen Drehmomentschlüssel, der mit seinem Maul auf die Kupplung 13 aufgesetzt wird. Das bedeutet. daß beim Aufbringen eines Drehmoments auf dei Prüfling dieses Drehmoment über die Lagerwelle 11 aul den Hebel 3 übertragen wird, der in diesem AusführungsbeispiH mit seinem im Bereich der Schwenkachse 8 liegenden Ende in die Gewindebohrung 14 der Lagerwelle 11 eingeschraubt ist.

Im Bereich seines anderen, freien Crides liegt der Hebel 3 auf der schneidenförmig ausgebildeten freien Stirnfläche 15 des Schaftes 16 auf. der mit dem Kolben 17 der Kolben-Zylinder-Anordnung 5 fest verbunden ist. Die Anordnung ist so getroffen, daß sich die Achse 7 des Hebels 3 und die Achse 18 der Anordnung 5 unter einem rechten Winkel schneiden.

Der Kolben 17 verläuft innerhalb des Zylinders 19, der eine mit einem Hydrauliköl gefüllte Kammer 20 aufweist. An diese Kammer 20 ist bei 21 der Druckmesser 6 angeschlossen. Dieser hat einen bekannten Aufbau und wird daher im einzelnen nicht beschrieben.

Ist also auf die Kupplung 13 der Lagerwelle 11 ein Prüfling drehmomentübertragend aufgesetzt und wird auf diesen ein Drehmoment ausgeübt, so wird das Drehmoment über die Lagerwelle 11 und den Hebel 3 in eine auf den Kolben 17 wirkende Kraft übertragen, und die Druckerhöhung in dei Kammer 20 des Zylinders 19 wird am Druckmesser 6 angezeigt. Diese Druckerhöhung entspricht demgemäß dem Wert des jeweils auf den Prüfling ausgeübten Drehmoments, das beispielsweise von Hand oder auch mittels eines Motors erzeugt werden kann. Die Kontrolle des Prüflings erfolgt so, daß seine Arbeitsweise bei steigendem oder fallendem Drehmoment beobachtet und derjenige Wert des Drehmoments am Druckmesser 6 abgelesen wird, bei der der Prüfung arbeitet, also beispielsweise ein Drehmomentschlüssel die Drehmomentübertragung einstellt.

Auch im Bereich der schneidenartigen Stirnflächer, 15 ist dafür gesorgt, <idß die Anordnung möglichst reibungsfrei arbeitet. Zu diesem Zweck liegt der Hebel 3 auf dem freien Ende 15 f:\. auf. ohne daß er von dem gabelartigen Fortsatz 22, 23 des Stößel-, 16 berührt wird. Der Stolk-I 16 seinerseits besitzt einen solchen Durchmesser, daß er mit der Innenwand des Zylinders nichi in Berührung kommt. Der Kolben 17 berührt die Innenwand des Zylinders 19 nur über die mit einer reibungsfreien Oberfläche versehenen Siege 24 und 25.

Zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses der Vorrichtung für die Übersetzung von Drehmoment in Kraft, d. h. zur Änderung des Hebelarms, der definiert wird durch den Abstand zwischen der Schwenkachse 8 einerseits und der Auflagestelle des Hebels 3 auf der Stirnflache 15 des Stößels andererseits, dient die Gewindespindel 4, die gegen axiale Verschiebungen gesichert über Lagerböcke 26 und 27 an der Grundplatte 1 befestigt ist. Die Achse 28 der Gewindespindel verläuft parallel zur Achse 7 des Hebels 3. Die Gewindespindel 4 durchsetzt eine verstärkt ausgeführte Wand des Zylinders 19, der mit einer ebenen Gleitfläche 29 auf der Grundplatte 1 aufliegt. Beim Drehen der Gewindespindel 4 erfolgt demgemäß eine Verschiebung der Kolben-Zylinder-Anordnung 5 parallel zur Achse 7 des Hebels 3. Wie bereits oben ausgeführt, kann diese Verschiebung dazu dienen, einen anderen Meßbereich einzustellen; es kann jedoch zweckmäßig sein, den linear mit dem Drehmoment ansteigenden Teil der Reibung in der Vorrichtung durch Korrektur des Hebelarmes zu kompensieren.

Infolge Verwendung eines Hydrauliköls ist sichergestellt, daß der Winkel zwischen den Achsen 7 t'nd 18 stets 90° beträgt, d. h. der Hebelarm konstant ist.

Verständlicherweise kann man Meßbereichänderungen auch durch Auswechseln des Druckmessers vornehmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Drehmoment-Prüfvorrichtung für einen in Abhängigkeit von einem ihm zugeführten Drehmoment arbeitenden Prüfling, insbesondere für einen Drehmomentschlüssel, mit einem im Bereich eines seiner Enden um eine Achse schwenkbar gelagerten und dort mit einer drehmomentübertragenden Kupplung für den Prüfling versehenen Hebel, der in einem einen Hebelarm definierenden Abstand von der Achse auf dem freien Ende eines rechtwinklig zu dem Hebel verlaufenden Schafts eines Kolbens einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Anordnung aufliegt, an die ein Druckmesser angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben-Zylindtr-Anordnung (5) mittels einer Einrichtung (4) zur ParalleJverschiebung in Richtung des Hebels (3) in einer Position gelagert ist, bei der der Hebelarm um ein die Wirkung der linear mit dem Drehmoment ansteigenden Reibung der Vorrichtung kompensierendes Stück verkürzt ist.

2. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende (15) des Schafts (16) schneidenartig ausgebildet ist.

3. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (19) eine von einer parallel zu dem Hebel (3) verlaufenden Gewindespindel (4) durchsetzte Wand aufweist.

4. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (19) mit einer Gleitfläche (29) auf einer Grundplatte (1) aufliegt, die auch die Lagerung des Hebels (3) trägt.