DE4413328A1

DE4413328A1 - Drehmomentmeßeinrichtung für stationäre Schrauber

Info

Publication number: DE4413328A1
Application number: DE19944413328
Authority: DE
Inventors: Hans Joerg Lang; Bernd Haesler
Original assignee: Boellhoff GmbH
Current assignee: Boellhoff GmbH
Priority date: 1994-04-18
Filing date: 1994-04-18
Publication date: 1995-10-19
Anticipated expiration: 2014-04-19
Also published as: DE4413328C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentmeßeinrichtung für stationäre Schrauber.

Beim Stand der Technik ist die Schrauberwelle getrennt ausgebildet. Zwischen einer Antriebswelle und einer damit fluchtenden Abtriebswelle ist die Drehmomentmeßeinrichtung eingesetzt. Die Drehmomentmeßeinrichtung arbeitet dabei nach dem Prinzip der Torsionsmessung mit Dehnmeßstreifen.

Eine solche Vorrichtung ist aufwendig. Es muß Energie auf die laufende Schrauberwelle übertragen werden, beispiels weise induktiv oder mit Schleifringen. Außerdem müssen Signale von einem rotierenden Teil abgeführt werden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die gemessene Torsion nur in einem beschränkten Bereich linear zum zu messenden Drehmoment verläuft.

Bei einem anderen bekannten Prinzip des Standes der Tech nik wird zur Bestimmung des Drehmoments an Schraubern ein Reaktionsmoment gemessen. Dieses Meßsystem ist unter ande rem deshalb nachteilig, weil die Drehmomentmessung bei den kurzfristigen Bremsvorgängen beeinträchtigt wird durch die zusätzlich einwirkenden Trägheitsmomente der rotierenden Teile.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Drehmomentmeßeinrichtung zu schaffen, welche einfach aufgebaut ist, keine Energie- oder Signalübertragung zu drehenden Teilen benötigt und bei der das gemessene Drehmoment auch nicht durch die Trägheitsmomente des Antriebs beeinflußt wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils von Anspruch 1.

Die erfindungsgemäße Drehmomentmeßeinrichtung ist einfach aufgebaut und sehr betriebssicher. Zur Ermittlung des Drehmoments wird eine Kraft gemessen, die mit dem festen Wert eines Hebelarms multipliziert wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Lager des Zwischenrads durch eine im Gehäuse gehalterte Welle gebil det, an der die quer zur Drehachse verlaufende Kraft ge messen wird.

Es hat sich dabei als zweckmäßig erwiesen, daß die Welle einen Ansatz aufweist, der an einem Kraftmeßgerät anliegt.

Die Messung der Kraft kann mit unterschiedlichen Kraftmeß geräten erfolgen. Als besonders zweckmäßig hat es sich er wiesen, daß das Kraftmeßgerät einen Druckmeßaufnehmer auf weist.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Druckmeßaufnehmer ein Quarzkraftmeßring.

Schließlich wird vorgeschlagen, daß der Druckmeßaufnehmer Dehnungsmeßstreifen besitzt.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weite ren Unteransprüchen.

Nachstehend wird eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfin dung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Teilschnittdarstellung eines stationären Schraubers mit der Drehmomentmeßeinrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt entlang Ebene II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen schematischen Schnitt entlang Ebene III-III gemäß Fig. 1.

In einem Gehäuse 5 ist eine Antriebswelle 2 gelagert, die mittels eines Motors 1 angetrieben wird. Die Antriebswelle 2 ist drehfest über eine Nut-Feder-Verbindung mit einem als Stirnrad ausgebildeten Antriebsrad 17 verbunden. Das Antriebsrad 17, das in Richtung des Pfeils 8 (vgl. Fig. 3) gedreht wird, überträgt seine Drehbewegung auf ein ebenfalls als Stirnrad ausgebildetes Zwischenrad 4, das in Richtung des Pfeils 9 dreht. Das Zwischenrad 4 kämmt so wohl mit dem Antriebsrad 17 als auch mit dem Abtriebsrad 18, das ebenfalls im Gehäuse 5 drehbar gelagert ist. Das Abtriebsrad 18 nimmt die geteilte Abtriebswelle 3 mit. Die Drehbewegung des oberen Teils der Abtriebswelle 3 wird über eine Vielkeilausbildung auf den unteren Teil der Ab triebswelle 3 übertragen, die sich in Richtung des Pfeils 10 dreht. Am unteren Ende der Abtriebswelle 3 sitzt eine Schrauberklinge 11, die in den Kopf einer Befestigungs schraube 12 eingreift und die Schraube in eine Gewindeboh rung 14 eines zusammenzufügenden Werkstücks 13 ein schraubt. Der untere Teil der Abtriebswelle 3 kann mit Hilfe der Zylindereinheit 21 in Richtung des Pfeils 20 ab wärts zum Eindrehen verfahren werden.

Das Antriebsrad 17 ist über zwei Kugellager 22 und 23 im Gehäuse 5 gelagert, das Abtriebsrad 18 über zwei Kugella ger 24 und 25. Das Zwischenrad 4 ist mittels eines Rollen lagers 26 auf einer zentralen Welle 6 gelagert. Diese Wel le 6 ist in ihrem unteren Bereich in einem schneidenförmi gen Bund 5a des Gehäuses 5 geführt. Der schneidenförmige Bund 5a erlaubt eine quer zur Drehachse 7 erfolgende Bewe gung der Welle 6 an ihrem oberen Ende. Bei einer Belastung mit einer Kraft K_ges, welche die Summe der beiden Einzel kräfte K₁ und K₂ ist, die auf die Welle 6 wirken, drückt der Ansatz 6a gegen das Kraftmeßgerät 15. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Kraftmeßgerät 15 einen Druckmeßaufnehmer auf. Dieser Druckmeßaufnehmer ist ein Quarzkraftmeßring 15a. Zu dem Kraftmeßgerät gehört weiter hin eine mittels der Mutter 15c vorgespannte Dehnschraube 15b. Eine durch das zu messende Moment ausgeübte Druck kraft addiert sich zur Vorspannkraft der Dehnschraube 15b bzw. reduziert die Vorspannkraft bei gegensinniger Kraft einwirkung. Das Prinzip der Kraftmessung mittels eines Quarzkraftmeßrings ist bekannter Stand der Technik.

Claims

1. Drehmomentmeßeinrichtung für stationäre Schrauber, bei der eine Antriebs- und eine Abtriebswelle sowie eine dazwischen angeordnete Meßeinrichtung vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß Antriebswelle (2) und Abtriebswelle (3) parallel achsig nebeneinander angeordnet und mittels eines Zwi schenrads (4) drehgekoppelt sind, wobei das Zwischenrad (4) in einem Gehäuse (5) gelagert ist, an bzw. in dem auch die Antriebswelle (2) und die Abtriebswelle (3) gelagert sind und daß die auf das Lager des Zwischen rads (4) ausgeübte quer zur Drehachse (7) verlaufende Kraft gemessen wird.

2. Drehmomentmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager durch eine im Gehäuse gehalterte Welle (6) gebildet ist.

3. Drehmomentmeßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (6) einen Ansatz (6a) aufweist, der an einem Kraftmeßgerät (15) anliegt.

4. Drehmomentmeßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftmeßgerät (15) einen Druckmeßaufnehmer auf weist.

5. Drehmomentmeßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmeßaufnehmer ein Quarzkraftmeßring (15a) ist.

6. Drehmomentmeßeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmeßaufnehmer Dehnungsmeßstreifen besitzt.

7. Drehmomentmeßeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen (26; 7; 27) in einer gemeinsamen Ebene liegen.

8. Drehmomentmeßeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (6) auf einer Seite des Zwischenrads (4) im Gehäuse (5) zentriert ist und sich auf der gegen überliegenden Seite des Zwischenrads über den Ansatz (6a) über das Kraftmeßgerät (15) am Gehäuse (5) ab stützt.

9. Drehmomentmeßeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierung der Welle (6) im Gehäuse (5) mit tels eines umlaufenden, schneidenförmigen Bundes (5a) erfolgt.