Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einer Meßeinrichtung zur Bestimmung des
Drehmoments nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer bekannten
Meßeinrichtung wird die Verdrehung einer Torsionswelle mit Hilfe
zweier relativ zueinander bewegter konzentrisch angeordneter Hülsen
bestimmt. Die Torsionswelle ist dabei zwischen einer Antriebs- und
einer Abtriebswelle angeordnet. Eine der Hülsen weist zwei Reihen
gegeneinander versetzte Schlitze auf, die den elektrisch nicht lei
tenden Bereich bilden. In der anderen Hülse sind in einer Reihe
durchgehende, ebenfalls in Richtung zur Hülsenachse verlaufende
Schlitze ausgebildet. Im Bereich der beiden Schlitzreihen der ersten
Hülse ist mindestens je eine von einem hochfrequenten Wechselstrom
durchflossene Spule angeordnet. Durch die relative tangentiale Ver
schiebung der beiden Hülsen zueinander wird die elektrisch nicht
leitende Fläche der Hülsen, das heißt die Öffnungsfläche der Schlit
ze verändert, wodurch die Dämpfung der Spulen variiert wird. Die
Meßeinrichtung hat aber den Nachteil, daß sowohl für die Torsions
welle selbst als auch für deren Anschlüsse an den jeweiligen Wellen
zusätzlicher Bauraum notwendig ist.The invention relates to a measuring device for determining the
Torque according to the genus of the main claim. With a known
Measuring device is used to twist a torsion shaft
two concentrically arranged sleeves moved relative to each other
certainly. The torsion shaft is between a drive and
an output shaft arranged. One of the sleeves has two rows
mutually offset slots that do not electrically
area. In the other sleeve are in a row
continuous, also running in the direction of the sleeve axis
Slots formed. In the area of the two rows of slots of the first
The sleeve is at least one each of a high-frequency alternating current
flowed through coil arranged. Due to the relative tangential ver
the two sleeves are not shifted electrically
conductive surface of the sleeves, i.e. the opening surface of the Schlit
ze changed, whereby the damping of the coils is varied. The
However, the measuring device has the disadvantage that both for the torsion
shaft itself as well as for their connections to the respective shafts
additional space is necessary.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße Meßeinrichtung mit den kennzeichnenden Merkma
len des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß sie eine re
lativ kurze Baulänge aufweist. Die Länge ist auf die als Hohlwelle
ausgebildete Torsionswelle begrenzt. Die Meßeinrichtung kann dadurch
auch bei Arbeitsgeräten mit räumlich sehr beschränkten Einbauver
hältnissen verwendet werden. Wird die Meßeinrichtung bei Schraubern,
insbesondere Winkelschraubern eingebaut, so wird die Baugröße und
das Gewicht des Schraubers nur unwesentlich verändert. Die Meßein
richtung kann leicht in die Antriebswelle des Schraubers eingebaut
werden, oder sie ist als Zusatzgerät an den Schrauber anbaubar.The measuring device according to the invention with the characteristic feature
len of claim 1 has the advantage that they have a right
relatively short overall length. The length is on as a hollow shaft
trained torsion shaft limited. The measuring device can thereby
also for tools with very limited installation space
conditions are used. If the measuring device for screwdrivers,
Especially angle screwdrivers installed, so the size and
the weight of the screwdriver changed only slightly. The Messein
direction can easily be built into the drive shaft of the screwdriver
be, or it can be attached to the screwdriver as an additional device.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor
teilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Meßeinrich
tung möglich.The measures listed in the subclaims provide for
partial refinements of the measuring device specified in claim 1
tion possible.
Zeichnungdrawing
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge
stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es
zeigen die Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch einen Schrauberkopf
und die Fig. 2 und 3 je eine Einzelheit eines Meßaufnehmers.An embodiment of the invention is shown in the drawing and Darge explained in more detail in the following description. They show: Fig. 1 shows a partial longitudinal section through a tie screw head, and Figs. 2 and 3 each a detail of a measuring transducer.
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
In Fig. 1 ist mit 10 der Kopf eines nicht näher dargestellten Win
kelschraubers bezeichnet. Über eine Antriebswelle 11 wird ein
Schrauber 12 angetrieben, der in einem Kugellager 13 gelagert ist
und mit einem Zapfen 14 im Gehäuse 15 des Winkelschraubers fixiert
ist. An die zapfenartige Werkzeugaufnahme 16 des Schraubers 12 ist
eine Meßeinrichtung 17 zur Bestimmung des Drehmoments beim Anziehen
von Schrauben angeordnet. Die Meßeinrichtung 17 weist eine als Tor
sionselement ausgebildete Hohlwelle 18 auf, die am einen Ende einen
Fortsatz 19 hat. Der Fortsatz 19 entspricht in seiner Ausgestaltung
der Werkzeugaufnahme 16 des Schraubers 12 und dient somit zum Auf
nehmen des Schraubwerkzeugs. Am anderen Ende ist die Hohlwelle 18
mit Hilfe einer Ankopplung 20 am Schrauber 12 befestigt. Die Ankopp
lung 20 kann dabei z.B. an der Hohlwelle 18 angeschweißt sein, oder
zusammen mit der Hohlwelle einstückig hergestellt sein. Wichtig ist
dabei aber, daß die Ankopplung 20 in den Innenraum der Hohlwelle 18
hineinragt. Dadurch ist es möglich, daß sich auch die Werkzeugauf
nahme 16 des Schraubers 12 innerhalb der Hohlwelle 18 befindet und
diese somit bis zum Fuß des Schraubers 12 reichen kann. Da die Werk
zeugaufnahme 16 des Schraubers 12 und der Fortsatz 19 gleich ausge
bildet sein sollen, beträgt die axiale Länge der Meßeinrichtung 17
nahezu nur die Länge der Hohlwelle 18.In Fig. 1, 10 is the head of a winch screwdriver, not shown. A screwdriver 12 is driven via a drive shaft 11 , which is mounted in a ball bearing 13 and is fixed with a pin 14 in the housing 15 of the angle screwdriver. A measuring device 17 for determining the torque when tightening screws is arranged on the pin-like tool holder 16 of the screwdriver 12 . The measuring device 17 has a hollow shaft 18 formed as a gate element which has an extension 19 at one end. The extension 19 corresponds in its design to the tool holder 16 of the screwdriver 12 and thus serves to take on the screwing tool. At the other end, the hollow shaft 18 is fastened to the screwdriver 12 with the aid of a coupling 20 . The Ankopp development 20 can be welded to the hollow shaft 18 , for example, or be made in one piece with the hollow shaft. It is important, however, that the coupling 20 projects into the interior of the hollow shaft 18 . As a result, it is possible that the tool mounting 16 of the screwdriver 12 is located within the hollow shaft 18 and can thus extend to the base of the screwdriver 12 . Since the tool holder 16 of the screwdriver 12 and the extension 19 should be the same out, the axial length of the measuring device 17 is almost only the length of the hollow shaft 18th
Zur Ermittlung des Drehmoments wird hier eine nach dem Wirbelstrom
prinzip arbeitende Meßeinrichtung 17 beschrieben, wie sie z.B. aus
der DE-OS 33 07 105 bekannt ist. Es sind aber auch andere Meßverfah
ren, wie z.B. mit Dehnmeßstreifen oder induktive, kapazitive, opti
sche oder mit magnetoelastischen Metallen arbeitende Verfahren mög
lich. Eine innere Hülse 23 ist mit ihrem einen Ende am Fortsatz 19
befestigt, während eine äußere Hülse 24 am anderen Ende der Hohlwel
le 18 bzw. über die Ankopplung 20 an der Werkzeugaufnahme 16 des
Schraubers 12 einseitig befestigt ist. Das jeweils andere Ende so
wohl der inneren Hülse 23 als auch der äußeren Hülse 24 ist nicht einge
spannt. Die innere Hülse 23 weist zwei in axialer Richtung hinter
einander angeordnete Reihen von Längsschlitzen 25 auf. Die Längs
schlitze 25 der beiden Reihen sind jeweils um einen kleinen Ab
stand v zueinander in radialer Richtung versetzt. In der äußeren
Hülse 24 sind in entsprechender Anzahl und mit gleicher Schlitzbrei
te a wie in einer Reihe der inneren Hülse 23 Längsschlitze 26 ausge
bildet, die sich in axialer Richtung der Hülse 24 über die beiden
Reihen der Schlitze 25 der inneren Hülse 23 erstrecken. Auf einen
als Hülse über die äußere Hülse 24 ausgebildeten Spulenkörper 27
sind im Bereich der beiden Reihen der Schlitze 25 der inneren Hül
se 23 je eine oder mehrere Spulen 28 gewickelt. Zum Schutz vor Ver
schmutzung ist um die Meßeinrichtung 17 ein am Schraubergehäuse 15
befestigter Deckel 29 angeordnet.To determine the torque, a measuring device 17 operating according to the eddy current is described here, as is known, for example, from DE-OS 33 07 105. But there are other Meßverfah ren, such as with strain gauges or inductive, capacitive, opti cal or using magnetoelastic metals methods possible. An inner sleeve 23 is fastened at one end to the extension 19 , while an outer sleeve 24 is fastened on one side at the other end of the hollow shaft 18 or via the coupling 20 to the tool holder 16 of the screwdriver 12 . The other end as well as the inner sleeve 23 and the outer sleeve 24 is not clamped. The inner sleeve 23 has two rows of longitudinal slots 25 arranged one behind the other in the axial direction. The longitudinal slots 25 of the two rows are each offset from each other by a small distance v in the radial direction. In the outer sleeve 24 are in a corresponding number and with the same slot width te a as in a row of the inner sleeve 23 forms longitudinal slots 26 which extend in the axial direction of the sleeve 24 over the two rows of slots 25 of the inner sleeve 23 . On one formed as a sleeve over the outer sleeve 24 bobbin 27 are in the region of the two rows of slots 25 of the inner sleeve 23 each one or more coils 28 are wound. To protect against dirt, a cover 29 attached to the screw housing 15 is arranged around the measuring device 17 .
Die Funktionsweise eines nach dem Wirbelstromprinzip arbeitenden
Meßaufnehmers ist hinreichend bekannt bzw. kann z.B. der Schrift
DE-OS 33 44 385 entnommen werden, so daß hier nicht näher darauf
eingegangen zu werden braucht. Bei Verdrehung der Hohlwelle wird das
Verhältnis der elektrisch leitenden und elektrisch nicht leitenden
Flächen der inneren Hülse 23 und der äußeren Hülse 24 verändert, so daß
dadurch die Dämpfung der Spulen 28 verändert wird. Das so gewonnene
Meßsignal kann in einer nicht dargestellten Auswerteschaltung ausge
wertet werden.The mode of operation of a measuring sensor working according to the eddy current principle is sufficiently known or can be found, for example, in the document DE-OS 33 44 385, so that it need not be discussed in more detail here. When the hollow shaft is rotated, the ratio of the electrically conductive and electrically non-conductive surfaces of the inner sleeve 23 and the outer sleeve 24 is changed, so that the damping of the coils 28 is thereby changed. The measurement signal obtained in this way can be evaluated in an evaluation circuit, not shown.
Durch die Ausbildung der Torsionswelle als Hohlwelle und vor allem
durch die Anordnung der Ankopplung 20 im Innenraum der Hohlwelle 18
ist eine besonders in axialer Richtung der Meßeinrichtung 17 platz
sparende Bauweise möglich. Diese Meßeinrichtung 17 kann nicht nur
bei den hier beschriebenen Schraubern sondern auch bei anderen Vor
richtungen verwendet werden, bei denen das Drehmoment bestimmt
werden muß.The design of the torsion shaft as a hollow shaft and, above all, the arrangement of the coupling 20 in the interior of the hollow shaft 18 enables a space-saving design, particularly in the axial direction of the measuring device 17 . This measuring device 17 can be used not only with the screwdrivers described here but also with other devices in which the torque must be determined.