DE2757948C2

DE2757948C2 - Vorrichtung zum Messen des Anzugwinkels an einem Schraubenschlüssel

Info

Publication number: DE2757948C2
Application number: DE2757948A
Authority: DE
Inventors: Johann Peter Hölting; Armin 2000 Hamburg Rahn; Hermann 5630 Remscheid Zerver
Original assignee: FA C PLATH 2000 HAMBURG DE; Hazet-Werk Hermann Zerver & Co Kg 5630 Remscheid De GmbH
Current assignee: FA C PLATH 2000 HAMBURG DE; Hazet-Werk Hermann Zerver & Co Kg 5630 Remscheid De GmbH
Priority date: 1977-12-24
Filing date: 1977-12-24
Publication date: 1982-12-16
Also published as: GB2034905B; DE2757948A1; SE448073B; IT7809672A0; SE7813152L; IT1161414B; FR2412834B2; US4262528A; GB2034905A; FR2412834A2; JPS5520481A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des Anzugwinkels an einem Schraubenschlüssel in bezug auf ein darin drehbar gelagertes, massenbehaftetes, richtungsfestes Glied zur Angabe einer Bezugsrichtung, bei dem das richtungsfeste Glied von einem ·>' Körper mit im Verhältnis zum Reibmoment seiner Lagerung großem Trägheitsmoment gebildet ist, nach Patent 25 47 815.

Da zwangsläufig auch bei dieser Vorrichtung nach dem Hauptpatent 25 47 815 das Trägheitsmoment des ~'° Körpers von seiner Masse abhängig ist, so muß diese entsprechend groß sein, wenn man damit ein großes Trägheitsmoment erzielen möchte. Eine große Masse des Körpers kann jedoch wieder andere Probleme verursachen, beispielsweise im Zusammenhang mit der "'"' Lagerung des Körpers.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung . gemäß dem Hauptpatent trotz Beibehaltung eines großen Trägheitsmomentes des Körpers die durch seine Masse verursachten Probleme ^b0 zu verringern.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß der Körper von einem Kreisel gebildet ist, dessen Kreiselachse, um die er rotierbar ist, um eine Schwenkachse schwenkbar ist, die in einer zur ^h' Drehachse des Schraubenschlüssels senkrechten Ebene angeordnet ist, wobei die Kreiselachse senkrecht zur Schwenkachse um eine Ruhestellung schwenkbar ist, in der sie in der zur Drehachse senkrechten Ebene angeordnet ist, wobei Einrichtungen zum Erzeugen eines Signals, das der Winkelabweichung der Kreiselachse von der Ruhestellung entspricht. Einrichtungen zum Integrieren dieses Signals zur Bildung eines dem Anzugwinkel entsprechenden Signals und Einrichtungen vorgesehen sind, durch die die Kreiselachse mit einer mit der Abweichung von der Ruhelage anwachsenden Kraft in Richtung auf die Ruhelage beaufschlagt ist.

Ein rotierender Kreisel setzt seiner Schwenkumg um eine quer zu seiner Rotationsachse liegenden Achse beträchtlichen Widerstand entgegen, der als Trägheitsmoment im Sinne der Erfindung gemäß Hauptpatent genutzt werden kann. Dabei kann seine Masse wesentlich kleiner sein als die eines Körpers mit vergleichbarem großem Trägheitsmoment. So wird einerseits die Lagestabilität eines Körpers mit großem Trägheitsmoment erreicht und andererseits die große Masse dieses Körpers mit den daran haftenden Nachteilen vermieden.

Es ist zwar eine Vorrichtung zum Anziehen einer Schraubverbindung bekannt, die ein richtungsfestes Glied insbesondere in Form eines Kreiselkompasses aufweist (DE-AS 25 20 918). Dieser Kreiselkompaß zeigt dabei immer in die Nordrichtung. Der Nachteil besteht darin, daß diese Einstellung auf die Nordrichtung nicht sehr stabil ist und nur langsam erfolgt, so daß bei der Verwendung einer solchen Vorrichtung im praktischen Gebrauch erhebliche Schwierigkeiten auftreten. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine solche Einstellung auf eine feste Raumrichtung, die Nordrichtung, nicht erforderlich.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Kreisel im Gegensatz zur vorbekannten Vorrichtung dem Schraubenschlüssel nachgeführt, wobei gleichzeitig die zum Nachführen erforderliche Kraft gemessen und über die Zeit integriert wird, woraus dann der Anzugswinkel bestimmt werden kann. Das Moment, das ein rotierender Kreisel einer Drehung um eine zur Kreiselachse senkrechte Achse entgegensetzt, ist nämlich der Winkelgeschwindigkeit dieser Drehung proportional. Die Integration der Winkelgeschwindigkeit ergibt den zurückgelegten Winkel.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß eine einfachere Lagerung des Kreisels als bei der vorbekannten Vorrichtung vorgesehen sein kann, da die Lagerung keine großen Schwenkwinkel zu gestatten braucht und nicht zentrisch angeordnet sein muß.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung ist ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt.

Das Bezugszeichen 1 bezeichnet die Oberfläche des Schraubenschlüssels, der zum Drehen einer Schraube oder dergleichen um die Drehachse 2 bestimmt ist. Mit der Oberfläche 1 des Schraubenschlüssels ist der quer zur Zeichenebene sich erstreckende Befestigungsflansch 3 des Gehäuses 4 fest verbunden. Das Gehäuse dreht sich mit dem Schraubenschlüssel, wobei sein Drehwinkel um die Achse 5 gleich demjenigen des Schraubenschlüssels um die Achse 2 ist. Auf eine zusätzliche translatorische Bewegung, die durch die gegenseitige Entfernung der Achsen 2 und 5 bedingt ist, kommt es im Zusammenhang der Erfindung nicht an.

In dem Gehäuse 4 ist ein Kreisel gelagert, der rotierend um seine Kreiselachse 7 angetrieben ist, die in

der Zeichenebene quer zur Achse 5 verläuft. Die Rotationsachse 7 des Kreisels 6 ist innerhalb des Gehäuses 4 schwenkbar um eine senkrecht zur Zeichenebene stehende Schwenkachse 8 gelagert. Hingegen ist die Kreisellagerung mit dem Gehäuse 4 in bezug auf die Achse 5 starr verbunden.

Wird das Gehäuse 4 um die Achse 5 gedreht, so nräzessiert der rotierende Kreisel um die Schwenkachse 8. Zur Feststellung dieser Präzession ist innerhalb des Gehäuses 4 eine Meßeinrichtung vorgesehen. DLse besteht aus einer mit dem Kreisellager fest verbundenen Zunge 9, die senkrecht zur Achse 8 steht, und zwei beiderseits dieser Zunge in Abstand von der Achse 8 angeordneten Spulen 10, die an einen Verstärker 11 angeschlossen sind. Der Verstärker erzeugt ein Signal, wenn die Zunge 9 aus der Mittelstellung abweicht, dessen Polung der Abweichungsrichtung entspricht. Diese Meßeinrichtung ist selbstverständlich innerhalb de£ Gehäuses 4 angeordnet und nur der Anschaulichkeit halber schematisch außerhalb der GehSusegrenzen dargestellt.

Die Anordnung, soweit sie bisher beschrieben ist, würde sich zur Messung des Drehwinkels des Gehäuses um die Achse 5 eignen, da der Präzessionswinkel 9 dem Drehwinkel entspricht.

Ferner ist mit der Kreisellagerung eine senkrecht zur Achse 8 stehende Zunge 12 verbunden, an deren Ende eine Einrichtung zur Rückführung des Kreisels in die Ausgangslage angeordnet ist. Im Beispiel ist diese Einrichtung als ein am Ende der Zunge 12 angeordnete! Permanentmagnet 13 in Kombination mit einem Gehäuse fest angeordneten Elektromagneten 14 veranschaulicht, der vom Verstärker 11 über die Leitung 15

·> gespeist wird. Der Verstärker ist so ausgestaltet, daß der von ihm gelieferte Strom so groß ist, daß die Zunge 9 stets wieder in ihre neutrale Position zurückgeführt wird. Das bedeutet, daß der in der Leitung 15 fließende und an dem Meßinstrument 16 ablesbare Strom dem

» Kreiselmoment proportional ist, das an der Kreisellagerung bei einer vorgegebenen Winkelgeschwindigkeit um die Achse 5 auftritt. Ein der Stromstärke proportionales Signal wird der Integrationsschaltung 17 zugeführt und darin über der Zeit integriert. Das sich

'· daraus ergebende Signal D ist dem Schwenkwinkel des Gehäuses 4 um die Achse 5 und damit dem Anzugwinkel Hes Schraubenschlüssels um die Achse 2 proportional. Es wird an einer geeigneten Anzeigevorrichtung als Drehwinkel angezeigt.

Man erkennt, daß aufgrund der Nachführbewegung, die bei einem rotierenden Kreisel nicht um die Achse 5 sondern um die Schwenkachse 8 stattfindet, der Kreisel im wesentlichen seine Ursprungsstellung beibehält, so daß weder die Energiezuführung zum Kreisel noch

> irgendwelche Proportionalitätsmängel bei der Präzession des Kreisels aus seiner Normalstellung eine Rolle spielen. Es können daher einfache und stoßunempfindliche Lager verwendet werden, nämlich beispielsweise Biegefedern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Messen des Anzugwinkels an einem Schraubenschlüssel in bezug auf ein darin drehbar gelagertes, massenbehaftetes, richtungsfe- ' stes Glied zur Angabe einer Bezugsrichtung, bei dem das richtungsfeste Glied von einem Körper mit im Verhältnis zum Reibmoment seiner Lagerung großem Trägheitsmoment gebildet ist, nach Patent 2547815, dadurch gekennzeichnet, daß m der Körper von einem Kreisel (6) gebildet ist, dessen Kreiselachse (7), um die er rotierbar ist, um eine Schwenkachse (8) schwenkbar ist, die in einer zur Drehachse (2) des Schraubenschlüssels (1) senkrechten Ebene angeordnet ist, wobei die Kreiselachse (7) senkrecht zur Schwenkachse (8) um eine Ruhestellung schwenkbar ist, in der sie in der zur Drehachse (2) senkrechten Ebene angeordnet ist, wobei Einrichtungen (10, 11) zum Erzeugen eines Signals, das der Winkelabweichung der Kreiselachse (7) von *> der Ruhestellung entspricht, Einrichtungen (17) zum Integrieren dieses Signals zur Bildung eines dem Anzugwinkel entsprechenden Signals (D) und Einrichtungen (13,14) vorgesehen sind, durch die die Kreiselachse (7) mit einer mit der Abweichung von y> der Ruhelage anwachsenden Kraft in Richtung auf die Ruhelage beaufschlagt ist.

2 Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (13,14), durch die die Kreiselachse mit Kraft beaufschlagt ist, einen w Magneten mit konstantem Magnetfeld und eine Magnetspule aufweisen, die von einem Strom durchflossen wird, dessen Polarität und Stärke dem Vorzeichen bzw. der Größe der Winkelabweichungen der Kreiselachse (7) von der Ruhelage ü entspricht.