DE3214889A1

DE3214889A1 - Messwertgeber fuer drehmoment- und/oder drehwinkelmessung, insbesondere an motorgetriebenen schraubern

Info

Publication number: DE3214889A1
Application number: DE19823214889
Authority: DE
Inventors: Alfred 7022 Leinfelden Hettich; Wolfgang 7303 Neuhausen Raidt; Karl Roll; Wilhelm W. 7000 Stuttgart Schwarze; Reinhold 7022 Leinfelden Stroezel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-04-22
Filing date: 1982-04-22
Publication date: 1983-10-27
Also published as: JPS58196977A; DE3360511D1; US4485682A; EP0092736A1; JPH0525638B2; EP0092736B1

Description

R. ^r17763 -S-

1 .3. 1982 Br/Le

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Meßwertgeber für Drehmoment- und/
oder Drehwinkelmessung, insbesondere
an motorgetriebenen Schraubern

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Meßwertgeber nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein solcher
Meßwertgeber bekannt aus der DE-OS 29 59 1Uö. Dort ist jedoch die Frage des Einbaus eines solchen Meßwertgebers in ein Getriebe oder ein Maschinengehäuse niant angesprochen. Besonderns beim Einsatz solcher Meßwertgeber für motorgetriebene Schrauber ergaben sich Probleme für einen fertigungstechnisch und damit wirtschaftlich günstigen Aufbau. Auch die schon bei anderen Gebern ausgetretenen Schwierigkeiten beim Versuch die elektrischen Signale vom Meßwertgeber störungsfrei auf geeignete Anzeigemittel zu übertragen, bestehen hier nach wie vor.

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Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Meßwertgeber mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, hat demgegenüber den Vorteil, daß er leicht in das Gehäuse einer Maschine oder eines Getriebes eingefügt bzw. an dieses Gehäuse angefügt werden kann, ohne daß der Grundaufbau'der Maschine oder des Getriebes verändert werden muß. Durch, die Ausstattung des Meßwertgebers mit einem eigenen Gehäuse und Kupplungsmitteln die am Maschinengehäuse und am Endglied des Getriebes der Maschine bereits vorhanden sind, ist es auf einfache Weise möglich, vorhandene Maschinen oder Getriebe nachträglich mit ihm auszustatten.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Meßwertgebers möglich. Der gewählte Aufbau mit zwei geschlitzten Hülsen, die den Torsionsbereich einer Torsionswelle übergreifen, ermöglicht eine raumsparende Bauweise. Besonders als Handwerkzeug ausgebildete, motorgetriebene Schrauber bleiben trotz Ausrüstung mit dem Meßwertgeber schlank und handlich. Bei solchen Geräten hat die durch die Erfindung aufgezeigte einfache Lösung für das störungsfreie Übertragen ^ er elektrischen Signale den zusätzlichen Vorteil, daß das der Kabelführung und dem Schutz des Kabels dienende Rohr zugleich als Handschutz eingesetzt ist. Der Aufbau des Meßwertgebers als Baugruppe gestattet eine Abstimmung der Längentoleranzen innerhalb dieser Baugruppe, der Meßfehler durch axiales Verschieben

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des Systems weitgehend ausschaltet. Bei beidseitig gelagerter Anordnung sind Einflüsse durch axiales Verschieben ganz ausgeschlossen.

Ze ichnung

Zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Winkelschraubers mit eingesetzem Meßwertgeber im Längsschnitt, Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel des Schraubers mit angesetztem Meßwertgeber im Längsschnitt, Figur 3 eine Seitenansicht der inneren und Figur k eine Seitenansicht der äußeren von zwei geschlitzten Hülsen, die in beiden Ausführungsbeispielen gleich sind.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Im ersten Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1,3 und h ist ein Winkelschrauber 1 mit einer Meßwertgefaer-u&ugruppe 2 ergänzt. Im Getriebegehäuse 3 des Winkelschraubers 1 ist ein Planetengetriebe k angeordnet. Eine Hülse mit einer Innenverzahnung 6 bildet das Endglied dieses Planetengetriebes h. Die Hülse 5 ist über ein Kugellager im Getriebegehäuse 3 abgestützt. Die Innenverzahnung 6 kann das verzahnte Ende 8 einer Torsionswelle 9 aufnehmen. Das andere Ende dieser Torsionswelle 9 besitzt einen zylindrischen Kopf 10 mit einer Innenverzahnung 11. Die Innenverzahnung 11 ist mit der Innenverzahnung 6 in der Hülse 5 gleich. Ein zylindrischer Ansatz 12 der Torsionswelle 9 nimmt eine geschlitzte Hülse 13 auf. Dabei ist die Hülse 13 mit dem zylindrischen Ansatz so verklebt,

-f.

daß der Teil der Hülse 13 mit Schlitzen lU den für die Torsion vorgesehenen Bereich 15 der Torsionswelle 9 übergreift. Eine in der gleichen Weise wie die Hülse 13· geschlitzte Hülse 16 ist so auf den Kopf 10 der Torsionswelle 9 aufgeklebt, daß ihr Teil mit Schlitzen 17 den Teil der Hülse 13 mit den Schlitzen 1U übergreift. Bei unbelasteter Torsionswelle 9 überdecken die Stege zwischen den Schlitzen 17 die Schlitze \k. Die geschlitzte Hülse 16 ist ihrerseits im Bereich ihrer Schlitze 17 umgeben von einer Hülse 18, die eine Wicklung 19 trägt. Der aus dieser Hülse 18 und der Wicklung 19 gebildete Spulenkörper ist eingeklebt in den zylindrischen Innenraum eines Baugruppengehäuses 21. Das Baugruppengehäuse 21 besitzt einen Auslaßstutzen 22 für ein Kabel 23. Drahtenden 2k und 25 aus diesem Kabel 23 sind mit der Wicklung 19 auf der Hülse 18 verbunden. Der Auslaßstutzen 22 besitzt eine Aufnahmebohrung 26 für ein Rohr 27· Eine Schraube 28 in einer Gewindebohrung im Auslaßstutzen 22 dient zum Festklemmen des Rohrs 27 in der Aufnahmeb.ohrung 26. Das Kabel 23 ist durch das Rohr 27 weitergeführt bis in eine Hülse 29. Die Hülse 29 ist mittels einer Lasche am Ende eines Maschinengehäuses 31 befestigt. Außerdem nimmt die Hülse 29 eine Steckdose 32 auf, die als Steckverbindung -Tür ein weiterführendes Kabel dient. Die diesseitigen Kabelenden ^3 und 3^ sind mit entsprechenden Kontakthülsen 35 und 36 der Steckdose 32 verbunden. Zwischen dem Auslaßstutzen 22 und der Hülse 29 ist das Rohr 27 mit einem Klemmhalter 37 zusätzlich abgestützt. Das Rohrstück zwischen dem Klemmhalter 37 und der Hülse 29 über-

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-w-

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greift den als Handgriff für den Bedienenden ausgebildeten Bereich 38 des Maschinengehäuses 31, in dem auch eine Bedienungshandhabe 39 angeordnet ist. So wird dieser Teil des Rohrs 27 zum Handschutz für den Bedienenden.

Das Getriebegehäuse 3 und das Baugruppengehäuse 21 sind über eine Kupplungsverzahnung ko, U1 und eine diese übergreifende Gewindeverbindung mit einer Gewindehülse k2, einem Sicherungsring k3 und einem Gewinde kk außen auf dem Getriebegehäuse 3 verbunden. Die gleiche Verbindung mit Kupplungsverzahnung kO/ki _t Gewindehülse k2, Sicherungsring k3 und einem Außengewinde kk - hier am Ende des Baugruppengehäuses 21 - ist hergestellt zwischen dem Baugruppengehäuse 21 und einem Spindelgehäuse U5 des Winkelschraubers 1. Im Spindelgehäuse U5 lagert mittels eines Rollenlagers k6 und eines Axiallagers k^ eine Spindel kö. Das Axiallager U9 ist im Spindelgehäuse ^5 mittels einer Mutter 1*9 gehalten. Durch diese Mutter k9, die in das Spindelgehäuse 1*5 eingeschraubt ist, greift ein verzahnter Zapfen 50 der Spindel kB in die Innenverzahnung 11. Das andere Ende der Spindel 1+8 ist über öiü nicht dargestelltes Zahnradgetriebe mit einem Abtriebsglied 51 des Winkelschraubers 1 verbunden. Ein Vierkantzapfen 52 des Abtriebgliedes 51 tritt nach außen und kann ein beliebiges Schraubwerkzeug aufnehmen. Die geschlitzten Hülsen 13 und 16 sind in den Figuren 3 und k nochmals gesondert dargestellt, um die Anordnung der Schlitze Ik und 17 besser zeigen zu können. Eine Anschlußmutter 53 dient zum Anschluß eines Luftschlauchs. Über ihn wird einem nicht

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dargestellten Luftmotor im Maschinengehäuse 31 Druckluft zugeführt.

Beim Arbeiten mit dem Winkelschrauber 1 wird die Kraft des Motors über die Torsionswelle 9 zum Abtriebsglied hin übertragen. Beim Schraubvorgang übertragene Drehmomente bewirken ein Verdrehen der' Enden der Torsionswelle 9 gegeneinander. Damit verdrehen sich auch die geschlitzten Hülsen 13 und 16 gegeneinander und verändern durch Ändern des Wirbelstromfeldes die Impedanz in der Spule mit der Wicklung 19· Diese Veränderungen werden als Meßwerte auf entsprechende, hier nicht näher dargestellte Meßgeräte übertragen und dort ausgewertet. Durch die gewählte Ausbildung des Meßwertgebers als Meßwertgeberbaugruppe 2 kann diese Meßwertgeberbaugruppe 2 in einen Winkelschrauber 1 eingesetzt werden der bisher ohne solchen Meßwertgeber arbeitete. Durch das Rohr 27 ist eine störungsfreie Übertragung der Meßwerte gewährleistet und zugleich die Hand des Bedienenden wirkungsvoll geschützt.

Im Ausführungsbeispiel nach Figur 2 sind die gleichen geschlitzten Hülsen 13 und 16 und die gleiche Hülse mit der Wicklung 19 verwendet. Anstelle der Torsionswelle 9 i-t eine Torsionswelle 5¹+ verwendet, die zugleich Ab&riebsglied una Spindel ist und einen Vierkant zapfen 55 aufweist. In einem Kopf 56 dieser Torsionswelle 5^ ist ein Innensechskant 57 eingearbeitet. In dieses Innensechskant kann ein Sechskant zapfen eines hier nicht näher dargestellten Getriebeendgliedes eines Schraubers eingreifen. Die geschlitzten Hülsen 13 und 16 sind in gleicher Weise wie mit der Torsionswelle 9 auch mit der

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Torsionswelle 5^ verklebt. Ein Kugellager 58 lagert die Torsionswelle 5^ mit der geschlitzten Hülse 13 in einem Baugruppengehäuse 59· Zum Schrauber hin ist das Baugruppengehäuse durch Dichtmittel 60 bis 62 abgedichtet, die in eine iusdrehung 63 im Baugruppengehäuse 59 eingelegt sind und sich am Umfang des Kopfes 56 der Torsionswelle 5*+ anlegen. Eine Radialbohrung 6h im Baugruppengehäuse 59 dient als Durchlaß für ein Kabel 65· Dieses Kabel 65 ist außen am Baugruppengehäuse 59 durch eine Schraube 66 und eine Schelle 67 festgeklemmt. Die Drahtenden 68 und 69 aus dem Kabel 65 sind mit der einschichtigen Wicklung 19 verbunden. Das andere Ende des Kabels 65 führt zu einer St ec.kerkupplung TO, über die die über das Kabel übertragenen Signale in bekannter Weise weitergeleitet werden zu den Meßgeräten.

Die Ausführung dieses Meßwertgebers mit dem Baugruppengehäuse 59 kann über einen Gewindeansatz 71 mit dem Maschinengehäuse oder dem Getriebegehäuse eines Schraubers verbunden werden. Sie dient hier als Vorsatz.

Leerseite

Claims

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R. 177S3

1 .3. 1982 Br/Le

ROBERT BUSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Ansprüche

1. Meßwertgeber für Drehmoment und/oder Drehwinkelmessung, insbesondere an motorgetriebenen Schraubern, mit einem in die Getriebekette vom Motor zum Schraubelement eingeschalteten, torsionselastischen Glied, dessen Enden mit je einem von zwei gegeneinander verdrehbaren Rotationskörpern drehfest verbunden sind, die Aussparungen haben und so in verschiedenen Relativlagen zueinander in ihrer Nähe aufgebaute elektromagnetische Felder unterschiedlich beeinflußen, dadurch gekennzeichnet, daß er in einer selbständigen Baugruppe (2) mit eigenem Gehäuse (21, 59) zusammengefaßt ist, die Kupplungsmittel (HO bis hk) zum Einfügen in das Maschinengehäuse oder Getriebegehäuse (3) oder zum Anfügen an das Maschinengehäuse oder Getriebegehäuse und Mittel (6 bis 8, 11 bis 50,. 57) zum Einfügen des torsionselastischen Gliedes (9» 5*0 in die Getriebekette vom Motor zum Abtriebsglied (51, 5¹O enthält.

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2. Meßwertgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Baugruppengehäuse (21, 59) eine Öffnung (6U) und/ oder Anschlußteile (22, 27> 66 bis 67) zur Aufnahme eines Kabels (23, 65) hat.

3. Meßwertgeber nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Baugruppengehäuse (21) eine Kupplungsverzahnung (UO bis kl) und/oder Teile {k2 bis kh) einer Gewindeverbindung zum Getriebegehäuse (3) hat, die einen in Umfangsrichtung ausgerichteten Zusammenbau des Baugruppengehäuses (21) und des Getriebegehäuses (3) erleichtern.

1+. Meßwertgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Baugruppengehäuse (21) ein Rohr (27) befestigt ist, das zur Aufnahme des Kabels (23) dient und als Handschutz den als Handgriff für den Bedienenden ausgebildeten Bereich (38) der Maschine (1) mit Abstand übergreift.

5. Meßwertgeber nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (27) in einer Hülse (29) endet, die Mittels einer Lasche (30) am Ende des Maschinengehäuses (31) befestigt ist und eine Steckdose (32) für eine Steckverbindung mit 1-in.em weiterführenden Kabel aufnimmt.

6. Meßwertgeber nach einem der Ansprüche k und 5? dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (27) in der Nähe des als Handgriff ausgebildeten Bereichs (38) der Maschine (1) mit einem Klemmhalter (37) zusätzlich abgestützt ist.

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T· Meßwertgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Baugruppengehäuse (59) zugleich Spindellager für die Schrauberspindel ist.

8. Meßwertgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 7> dadurch gekennzeichnet, daß das torsionselastische Glied eine Torsionswelle (9> 5¹O ist, daß am antriebsseitigen Ende und am abtriebsseitigen Ende dieser Torsionswelle je eine geschlitzte Hülse (13, 16) aus elektrisch leitendem Werkstoff befestigt ist, die einander übergreifen und im entspannten Zustand der Torsionswelle (9, 5*0 ihre Schlitze (1k , 17) wechselseitig überdecken, und daß die Hülsen (13, 16) von einem Spulenkörper (18 bis 19) umgeben sind, der in dem Baugruppengehäuse (21, 59) befestigt ist.

9. Meßwertgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er als Spulenkörper eine Hülse (18) als Träger einer Wicklung (19) ~ innen oder außen - umfaßt, die in das Baugruppengehäuse (21, 59) eingeklebt ist.

10. Meßwertgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß er zwei geschlitzte Hülsen (13j 16) umfaßt, von denen je eine an einem Ende einer Torsionswelle (9, 5k) festgeklebt ist.

11. Meßwertgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionswelle 69) an mindestens einem Ende als Steckkupplung (8, 11) ausgebildet ist.

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12. Meßwertgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionswelle (5*0 selbst das Ende einer Schrauberspindel bildet und an ihren beiden Enden Schlüsselflächen (55» 57) hat.

13. Meßwertgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Baugruppengehäuse (59) zum Maschinengehäuse hin abgedichtet ist.

11t. Meßwertgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsmittel des Baugruppengehäuses und des torsionselastischen Glieds» den Kupplungsmitteln des Spindellagers und der Schrauberspindel bzw. den Kupplungsmitteln des Maschinengehäuses und des Endgliedes des Getriebes gleich sind.