DE29612692U1

DE29612692U1 - Schraubwinkel-Meßvorrichtung

Info

Publication number: DE29612692U1
Application number: DE29612692U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-07-23
Filing date: 1996-07-23
Publication date: 1996-09-19
Anticipated expiration: 2006-07-24

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraubwinkel-Meßvorrichtung zur Bestimmung des Drehwinkelbereichs des Spannens einer Schraube.

Beim Festziehen von Schrauben wird häufig eine Schraubvorrichtung benutzt, mit der das auf die Schraube aufgebrachte Drehmoment gemessen werden kann. Die Drehmomentmessung wird jedoch durch zahlreiche Einflüsse, wie z.B. das Reibungsverhalten des Schraubeingriffs_y verfälscht. Beispielsweise wird beim Fressen einer-Schraube ein sehr hohes Drehmoment angezeigt, während die Schraube in Wirklichkeit locker sitzen kann. Die genaueste Methode zum definierten Anziehen einer Schraube besteht darin, die Schraube zunächst vor-anzuzuiehen, bis jegliches Spiel der Schraubverbindung beseitigt ist und die Schraube bereits mit einer gewissen "Vorspannung versehen ist, und dann die Schraube über einen vorbestimmten Drehwinkelbereich festzuziehen, der unter Berücksichtigung der Steigung des Schraubengewindes, das Maß der Dehnung des Schraubenschaftes angibt. Das Vor-

Telefon: (0221) 916520 · Telefax: (0221) 134297

Telefax: (G EZ) (0221) 912030

Telegramm: Dompatent Köln

Anziehen erfolgt im allgemeinen mit Hilfe der Drehmomentmessung, bis die Schraube der Drehung ein bestimmtes Drehmoment entgegenbringt. Dann wird die Schraube beim Haupt-Anziehen um einen definierten Drehwinkel weitergedreht. __ . _ .

Es gibt Schraubwinkel-Meßvorrichtungen, die eine mit der Schraube verbindbare Welle aufweisen, welche durch ein Referenzorgan hindurchgeht. Das Referenzorgan ist eine Scheibe, die beim Drehen der Welle unverdrehbar festgehalten wird. Dies kann durch einen Stützarm o.dgl. erfolgen, der das Referenzorgan mit einem ortsfesten Widerlager verbindet und dadurch gegen Drehung sichert. Durch Relativdrehung der Welle zu dem Referenzorgan kann der Drehwinkel des Schraubvorganges abgelesen bzw. errechnet werden. Dies geschieht mit einer Winkelskala, an der die Position der Welle abgelesen werden kann. Dabei ist es jedoch erforderlich, jeweils die Differenz zwischen dem Anfangswinkel und dem eingenommenen Winkel zu errechnen, um den Verdrehwinkel zu bestimmen.

Beim Vor-Anziehen einer Schraube mit einem bestimmten Drehmoment dreht sich nach Beendigung der Drehkraft der Schraubenkopf ein Stück weit zurück, da die Schraube eine gewisse Torsionselastizität hat. Wenn anschließend der Haupt-Anzugsvorgang unter Drehwinkelmessung durchgeführt wird, beginnt dieser Vorgang bei einer Drehstellung des Schraubenkopfes bzw. der Welle, die nicht dem gemessenen Vor-Anzugsdrehmoment entspricht, sondern um den Rückdrehwinkel verfälscht ist. Daher beginnt der winkelabhängige Haupt-Anzugsvorgang von einer zurückliegenden Drehposition aus und er wird um das Maß des

Rückdrehwinkels verringert, so daß der Haupt-Anzugsvorgang mit einem kleineren Drehwinkelbereich, durchgeführt wird als beabsichtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgäbe.zugrunde, eine. Schraubwinkel-Meßvorrichtung zu schaffen, die eine sehr genaue Einhaltung eines gewünschten Drehwinkelbereichs beim Festziehen einer Schraube ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Bei der erfindungsgemäßen Schraubwinkel-Meßvorrichtung greift ein mit der Welle mitdrehendes Mitnahmeelement mit einem um die Welle drehbaren Schleppring mit gegenseitigem Drehspiel zusammen. Wird die Welle zum Vor-Anziehen der Schraube gedreht, dann wird der Schleppring durch das Mitnahmeelement mitgedreht. Dreht sich bei Beendigung der Drehkraft die Welle zurück, dann bleibt der Schleppring in seiner zuvor erreichten Drehposition stehen. Der Schleppring gibt also diejenige Drehposition der Welle {und der Schraube) an, bei der das gemessene Drehmoment erhalten wurde. Diese-·Drehposition kann durch Drehen des Stellrings, der frei drehbar gelagert ist, markiert und gewissermaßen als Nullposition gespeichert werden. Wird dann während des Haupt-Anziehvorganges die Welle gedreht, dann wird zunächst der zuvor durch Torsion zurückgedrehte Winkelbereich kompensiert, um danach bei dem von dem Stellring markierten Nullwert zu beginnen und dann die Welle so weit zu drehen, bis der gewünschte Anzugswinkel erreicht ist. Dadurch wird sichergestellt, daß während des Haupt-Anziehvorganges die Winkeldrehung um denjeni-

gen Betrag erfolgt, der auch gemessen wird. Die durch das Zurückdrehen verursachte Verfälschung wird kompensiert. Somit erlaubt die Schraubwinkel-Meßvorrichtung die exakte Einstellung des für die Dehnung des Schraubenschaftes erforderlichen _vorbestimmten Schraubwinkels .

Das Referenzorgan kann eine Scheibe sein, die durch einen Stützarm unverdrehbar festgehalten wird. Dieser Stützarm kann sich an einem ortsfesten Widerlager abstützen oder er kann einen Magnethalter aufweisen, der an ein ortsfestes Teil angesetzt wird. Das Referenzorgan kann aber auch mit dem Gehäuse eines Drehschraubers verbunden werden oder das Gehäuse des Drehschraubers kann als Referenzorgan dienen, wenn die Meßvorrichtung Bestandteil des Drehschraubers ist.

Zweckmaßigerwexse ist der Stellring mit einer Feststellvorrichtung an dem Referenzorgan fixierbar. Auf diese Weise kann der Stellring, der an sich frei drehbar ist, um auf diejenige Position eingestellt zu werden, die der Schleppring am Ende des Vor-Anziehens eingenommen hat, in dieser Position fixiert werden-:"

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Schraubwinkel-MeSvorrichtung und

• &diams;· · ·· 1

- 5

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Meßvorrichtung nach Fig. 1.

Die Schraubwinkel-Meßvorrichtung weist eine Welle 10 auf, die an einem Ende mit ^einem Vierkant 11 versehen ist, auf den eine Schraubnuß aufgesteckt werden kann, mit welcher die zu drehende Schraube festgezogen wird. An dem entgegengesetzten Ende der Welle 10 befindet sich eine Vierkant-Auf nähme 12, in die der Vierkant 13 eines Schraubgerätes 14 eingesteckt wird, das hier als handbetätigtes Hebelgerät ausgebildet ist. Das Schraubgerät 14 weist eine Drehmoment-Meßvorrichtung 15 auf, an der das jeweils aufgebrachte Schraubmoment abgelesen werden kann.

An der Welle 10 ist ein Ring 16 fest angebracht, welcher sich mit der Welle dreht. Dieser Ring 16 weist an seinem Rand ein Mitnahmeelement 17 in Form eines parallel zur Welle 10 abstehenden Stiftes auf.

Die Welle 10 ragt durch ein Referenzorgan 18 hindurch, in dem die Welle drehbar ist. Das Referenzorgan 18 ist mit einem Stützarm 19 versehen, welcher gegen ein ortsfestes Widerlager gesetzt werden kann, um das Referenzorgan 18 gegen Drehung zu sichern. Der Stützarm 19 ist im vorliegenden Fall nach Art eines biegsamen Schwanenhalses ausgebildet, der am Ende einen Magnethalter 2 0 trägt, welcher an eine Eisenfläche haftend angesetzt werden kann. Da auf das Referenzorgan 18 keine externen Drehkräfte einwirken, reicht eine relativ geringe Steifigkeit des Stützarmes 19 aus, um das Referenzorgan gegen Drehung zu sichern.

Am Umfang des scheibenförmigen Referenzorgans 18 ist ein Schleppring 21 drehbar gelagert. Dieser Schleppring weist ein kreisbogenförmiges Langloch 22 auf, in welches das Mitnahmeelement 17 hineinragt. Dieses Langloch 22 hat eine begrenzte Winkelerstreckung.

An dem Referenzorgan 18 ist ferner ein Stellring 23 koaxial zu dem Schleppring 21 gelagert. Dieser Stellring 23 kann manuell gedreht werden. Er weist eine Feststellvorrichtung 24 in Form einer manuell drehbaren Schraube auf, die gegen das Referenzorgan 18 geschraubt werden kann, um den Stellring 23 in einer gewünschten Drehstellung in bezug auf das Referenzorgan 18 zu fixieren.

Der Stellring 23 hat eine konische Außenfläche 25, die eine Winkelskala 26 trägt. Der Schleppring 21 überragt den Stellring 23 nach außen und er ist an seinem überstehenden Teil mit einer Markierung 27 versehen, die mit der Winkelskala 26 eine Schraubwinkel-Anzeigevorrichtung bildet.

Bei Benutzung der Meßvorrichtung wird zunächst'mit dem Schraubgerät 14 die Welle 10 gedreht, wodurch die Schraube in einem Vor-Anziehvorgang bis zu einem vorbestimmten Drehmoment, das an der Anzeigevorrichtung 15 abgelesen wird, angezogen wird. Dabei stößt das Mitnahmeteil 17 gegen das eine Ende des in dem Schleppring 21 vorgesehenen Langlochs 22, wodurch der Schleppring in Drehrichtung mitgenommen wird. Wenn nach Erreichen des gewünschten Drehmoments die Schraubkraft aufgehoben wird, dreht sich die Welle 10 zurück. Der Schleppring 21 verbleibt jedoch infolge der Reibung, die ein zwi-

sehen dem Schleppring 21 und dem Referenzorgan 18 vorgesehener Reibring 28 erzeugt, in der Position, die er vor dem Zurückdrehen der Welle eingenommen hatte. Nun wird der Stellring 23 gedreht, bis der Nullpunkt der Winkelskala 26 mit_ der Markierung 27 des Schlepprings 21 übereinstimmt. In dieser Position wird der Stellring 23 mit der Feststellvorrichtung 24 fixiert.

Bei dem anschließenden Weiterdrehen der Welle 10 stößt das Mitnahmeelement 17 nach Überschreiten des Rückdrehwinkels wieder an das Ende des Langlochs 22, ohne daß bis dahin eine Mitnahme des Schlepprings 21 erfolgt. Erst beim Weiterdrehen der Welle 10 wird der Schleppring 21 mitgedreht, so daß die Markierung 27 sich entlang der Winkelskala 26 bewegt und den wahren Schraubwinkel des Haupt-Anziehvorgangs an der Winkelskala anzeigt .

Claims

-Q- ANSPRÜCHE

1. Schraubwinkel-Meßvorrichtung zur Bestimmung des Drehwinkelbereichs des Spannens einer Schraube, mit einer mit der .Schraube verbindbaren Welle

(10) , die durch ein eine Abstützvorrichtung (19) aufweisendes Referenzorgan (18) hindurchgeht,

dadurch gekennzeichnet,

daß ein mit der Welle (10) mitdrehendes Mitnahmeelement (17) mit einem um die Welle (10) drehbaren Schleppring (21) mit gegenseitigem Drehspiel zusammengreift, und daß an dem Referenzorgan (18) ein frei drehbarer Stellring (23) gelagert ist, welcher mit dem Schleppring (21) eine Schraubwinkel-Anzeigevorrichtung bildet, wobei der Stellring (23) oder der Schleppring (21) eine Winkelskala (26) und das andere Teil eine zugehörige Markierung (27) aufweist.

2. Schraubwinkel-Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnähmeelement (17) an einer mit der Welle (10) verbundenen Scheibe (16) befestigt ist.

3. Schraubwinkel-Meßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleppring (21) an dem Referenzorgan (18) reibend gelagert ist.

4. Schraubwinkel-Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der

9 9

Stellring (23) mit einer Feststellvorrichtung (24) an dem Referenzorgan (18) fixierbar ist.