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Prüfvorrichtung für Drehmomentenschrauber
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Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung für Drehmomentenschrauber,
mit einem Hebel, an dem das zu messende Drehmoment aufgebracht wird, und der auf
ein einseitig fest eingespanntes elastisches Element wirkt, dessen Formänderung
mit einem Längenmeßgerät gemessen wird.
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Drehmomentenschrauber unterliegen wie alle hochbelasteten technischen
Geräte Abnutzungs- und Ermüdungserscheinungen. Diese haben zur Folge, daß das an
der Anzeigevorrichtung des Drehmomentenschraubers angezeigte Drehmoment nicht mit
dem tatsächlich herrschenden Drehmoment übereinstimmt, weil Abweichungen auftreten,
die beispielsweise auf zu großes Spiel der Ubertragungselemente, Reibungsverluste
o.dgl. zurückzuführen sind. Diese Abweichungen machen eine Nachjustierung der Anzeigevorrichtung
des Drehmomentenschraubers erforderlich.
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Auch bei Drehmomentenschraubern, die keine Anzeigevorrichtung
aufweisen,
sondern bei Überschreiten eines vorgegebenen Drehmomentes nach Art einer Uberlastkupplung
wirken, sind derartige Nachjustierungen erforderlich, damit die Freigabe exakt bei
Aufbringung des voreingestellten maximalen Drehmomentes erfolgt.
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Bei einem bekannten Prüfgerät für Drehmomentenschlüssel (DT-OS 25
05 688) ist eine U-förmig gebogene Feder zwischen zwei Hebeln eingespannt, deren
Enden gelenkig miteinander verbunden sind. Der eine Hebel weist ein Mehrkantloch
auf, in das der Ausgangsmehrkant des Kraftschraubers eingesetzt wird. Beim Drehen
des Kraftschraubers wird die U-förmige Feder verformt, wodurch die beiden Hebel
auseinandergespreizt werden.
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Das Maß der Auseinanderspreizung wird mit einem Längenmeßgerät gemessen.
Bei Verwendung einer Biegefeder als elastisches Element treten infolge der örtlich
sehr starken Biegebeanspruchung leicht Ermüdungserscheinungen auf, so daß die Prüfvorrichtung
selbst einer Nacheichung bedarf. Außerdem können sich die Einspannstellen,an denen
die Biegefeder mit den Hebeln verbunden ist, im Laufe der Zeit verschieben. Schließlich
liegt bei dem bekannten Gerät die Stelle, an der das Drehmoment durch den Kraftschrauber
aufgebracht wird, seitlich neben dem Gelenk, das die beiden Hebel miteinander verbindet,
so daß in dem Gelenk zusätzliche Reibungskräfte auftreten.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Prüfvorrichtung der eingangs genannten
Art für relativ hohe Kräfte zu schaffen, die einfach aufgebaut, leicht justierbar
und leicht überprüfbar ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das
elastische Element ein Stab ist, der im Elastizitätsbereich auf Dehnung beansprucht
wird.
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Nach der Erfindung wird das aufgebrachte Drehmoment in eine Zug- oder
Druckkraft umgesetzt, die auf einen Stab einwirkt, und dessen Längenänderung wird
gemessen und zur Anzeige gebracht. Der Stab kann aus einem Stahlstab bestehen, dessen
Länge und Stärke in Abhängigkeit von dem in Frage kommenden Drehmomentenbereich
und der Empfindlichkeit des Längenmeßgerätes ausgewählt werden.
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Zweckmäßigerweise ist der Stab feinbearbeitet, so daß er eine glatte
und gleichmäßige Außenfläche aufweist.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist das Längenmeßgerät
mit einer Halterung an dem Stab verstellbar angebracht. Damit kann die mit dem Meßgerät
erfaßbare wirksame Länge des Stabes verändert werden.
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Die Halterung des Meßgerätes kann so angebracht werden, daß eine bestimmte
wählbare Kraft einen Ausschlag von 100 % verursacht.
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Wenn die Taststiftgegenfläche für das Längenmeßgerät mit einer Halterung
an dem Stab verstellbar angebracht ist, kann der Meßbereich durch Verstellung dieser
Halterung verändert werden. Es ist auch möglich, sowohl die Halterung für das Längenmeßgerät
als auch die Halterung für die Taststiftgegenfläche an dem Stab verstellbar zu machen.
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Da auch bei der Messung relativ kleiner Drehmomente
sichergestellt
sein muß, daß der Stab im Elastizitätsbereich beansprucht wird, greift zweckmäßigerweise
an dem Hebel eine dem Stab vorspannende Spannvorrichtung an. Diese Spannvorrichtung
kann aus einer mechanischen, hydraulischen oder pneumatischen Feder bestehen, die
gegen den Hebel drückt und den Stab geringfügig vordehnt. Das Maß der Vordehnung
ist aber nur sehr klein.
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Die Längenmeßeinrichtung ist durch entsprechende Nullpunktjustierung
auf diese Vordehnung einzustellen.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist der Hebel drehfest
mit seiner ortsfest gelagerten Drehachse verbunden, und die Drehachse weist einen
Mitnehmer zum Ansetzen des Drehmomentenschraubers auf. Das Drehmoment wird also
unmittelbar an der Drehachse des Hebels aufgebracht, so daß an dieser Drehachse
keine unnötigen Verspannungen und Reibungsverluste entstehen.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme
auf die einzige Figur der Zeichnung näher erläutert.
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In der Zeichnung ist schematisch eine Seitenansicht einer Prüfvorrichtung
nach der Erfindung dargestellt.
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Auf einer Basisplatte 10 ist ein Stehlager 11 montiert, das zwei Lagerflansche
12 aufweist, zwischen denen der Hebel 13 drehbar gelagert ist. Der Hebel 13 ist
fest mit der Drehachse 14 verbunden, und diese ragt durch entsprechende Bohrungen
der Lagerflansche 12 hindurch und trägt an ihren Enden jeweils einen Schraubenkopf
15, auf den die Stecknuß des Kraftschraubers aufgesetzt werden kann.
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Der Hebel 13 verläuft etwa parallel zur Basisplatte 10, d.h. er steht
ungefähr rechtwinklig von dem Stehlager 11 ab. An dem äußeren Ende des Hebels 13
ist die Zugstange 16 mit einem Gelenk befestigt. Das andere Ende der Zugstange 16
ist über ein weiteres Gelenk 18 an einem Sockel 19 befestigt, der auf der Basisplatte
10 montiert ist. Um die Zugstange 16 an beiden Enden in der beschriebenen Weise
montieren zu können, besitzt die Zugstange entsprechende Anschlußstücke 20 und 21,
die verdickt ausgebildet sind, so daß sie nicht wesentlich an der Dehnung teilnehmen.
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Zwischen den Anschlußstücken 20, 21 ist die Zugstange 16 exakt zylindrisch
ausgebildet und ihre Außenfläche ist feinpoliert.
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Das Längenmeßgerät 22 besteht aus einer zylindrischen Meßuhr mit einer
Skala und einem Zeiger und ist mit einer ersten Halterung 23 im oberen Bereich der
Zugstange 16 befestigt. Das Längenmeßgerät 22 besitzt einen Taststift 24, der parallel
zur Zugstange 16 ausgerichtet ist und gegen die Taststiftgegenfläche 25 eines Stiftes
26 stößt, der mit einer zweiten Halterung 27 am unteren Bereich der Zugstange 16
angebracht ist.
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Die Entfernung zwischen den beiden Halterungen 23 und 27 stellt somit
die wirksame Länge der Zugstange 16 dar und bildet denjenigen Abschnitt, dessen
Längenänderung gemessen wird. Durch Verstellen einer der Halterungen 23, 27 kann
die wirksame Länge verändert werden, wodurch sich gleichzeitig der Meßbereich des
Anzeigegerätes verändert. Die Anpassung der Meßgeräteskala än die abzulesenden Werte
erfolgt daher in einfachster Weise, indem ein entsprechend größerer oder kleinerer
Abschnitt der Zugstange 16 abgegriffen wird.
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Bei geeigneter Wahl der wirksamen Länge der Zugstange entfällt jegliches
Umrechnen der an der Skala abgelesenen Werte.
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Das beschriebene Gerät benötigt keine Justiereinrichtungen für das
elastische Element, da die Zugstange 16 eine exakt lineare Federcharakteristik hat
und Ermüdungserscheinungen nicht auftreten.
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Um auch niedrige Drehmomente messen zu können, bei denen die Zugstange
16 möglicherweise noch nicht im reinen Elastizitätsbereich beansprucht wird, ist
eine Vorspanneinrichtung 28 vorgesehen, die sich auf der Basisplatte 10 abstützt
und von unten gegen den Hebel 13 drückt, um dadurch eine Dehnungsvorspannung auf
die Zugstange 16 auszuüben. Die Vorspannvorrichtung 28 kann beispielsweise eine
mechanische, hydraulische oder pneumatische Druckfeder enthalten. Da die Längenänderungen
der Zugstange 16 nur relativ gering sind, kann davon ausgegangen werden, daß die
Kraft, mit der die Vorspannvorrichtung 28 gegen den Hebel 13 drückt, über den gesamten
Meßbereich nahezu konstant ist. An dem Längenmeßgerät 22 ist lediglich der Nullpunkt
einzustellen, um die Vorspannung der Vorspannvorrichtung 28 zu berücksichtigen.
Die Nullpunkteinstellung erfolgt an einem Rändelrad 29.