EP0785844A1 - Drehmomentschlüssel - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drehmomentschlüssel mit einem Arm, in welchem eine komprimierbare Feder angeordnet ist. Die Feder wird durch lineare Verlagerung eines Schiebers zum Einstellen eines Grenzdrehmomentes komprimiert. Die Schieberverlagerung erfolgt durch Drehbetätigung einer Spindel (20). Die Spindel (20) ist mit dem Rotor eines Dreh-Potentiometers verbunden, so daß die Position des Schiebers bzw. die Kompression der Druckfeder (17) als elektrischer Widerstand vorliegt.

Description

00001 DrehmomentSchlüssel

00002

00003 Die Erfindung betrifft ein mechanisches Werkzeug und im

00004 Speziellen ein Werkzeug wie ein Drehmomentschlüssel,

00005 welches zur präzisen Einstellung von mechanischen Gerä-

00006 ten dient. 00007

00008 In der Vergangenheit wurden verschiedene Drehmoment-

00009 schlüssel vorgeschlagen, um eine Person dahingehend zu

00010 unterstützen, den Grad, mit welchem eine Mutter oder

00011 eine Schraube drehmomentzubeaufschlagen ist einzustel-

00012 len. Allgemein sind vier Arten von Drehmomentschlüsseln

00013 bekannt. Die erste Art weist einen Arm mit einem Hand-

00014 griff an einem Ende auf und gewöhnlich einen Vierkantab-

00015 trieb am anderen Ende zur Befestigung an einem Schraub-

00016 köpf. Der Arm durchbiegt sich, wenn ein Drehmoment auf

00017 eine Mutter durch eine Nuß am Arbeitsende beaufschlagt

00018 wird, wobei ein parallel am Arm einseitig angeordneter

00019 Zeiger zu einer Position auf einer im rechten Winkel

00020 auf dem Arm befestigten Skala zeigt. Der Zeiger dient

00021 als Meßglied für das auch auf die Mutter aufgewandte

00022 Drehmoment. Dieser Typ Schlüssel hat keine beweglichen

00023 Teile auf der Seite des Arms, welcher sich bei Drehmo-

00024 mentbeaufschlagung biegt. Diese Erstart Drehmoment-

00025 schlüssel ist insbesondere nicht genau, da er von einem

00026 Anzeiger abhängt, welcher physikalisch gegenüber einer

00027 sehr kleinen linearen Skala bewegt wird. Die Anzeigen

00028 der Skala sind typischerweise eingedrückt oder auf ein

00029 Metallstück gestempelt und relativ schwierig zu lesen.

00030 Die Schwierigkeit besteht zum einen wegen eines fehlen-

00031 den Kontrastes in den Abbildungen auf der Skala und zum

00032 anderen in einem Parallaxenfehler beim Lesen des Zei-

00033 gers gegen die Skala. 00034 00035 Eine zweite Art von Drehmomentschlüssel hat einen hoh-

00036 len, gewöhnlich zylindrischen Arm, welcher einen Mecha-

00037 nismus beinhaltet, das Drehmoment einzustellen. Im Hohl-

00038 arm ist eine Klinke vorgesehen, gegen welche ein Ende

00039 eines Balkens gedrückt wird, welcher mit dem Antriebs-

00040 köpf verbunden ist. Der Balken und der Antriebskopf

00041 sind am hohlen Arm angenadelt, um bei Drehmomentbeauf-

00042 schlagung zu verschwenken. Die Klinke löst sich, wenn 00043 die von dem Balken aufgewandte Kraft einhergehend mit

00044 der Nußdrehung einen bestimmten vom Anwender eingestell-

00045 ten Wert überschreitet. Das Loslösen erlaubt dem Bal-

00046 ken, die Innenseite des Armes zu treffen, um ein Ge-

00047 r usch zu erzeugen, welches anzeigt, daß ein gesetztes

00048 Drehmoment erreicht ist. Der Drehmomentwert wird durch 00049 Steigern oder Abschwächen einer Kraft einer Feder einge-

00050 stellt, welche gegen die Klinke drückt und diese gegen

00051 den Balken festhält. Die Federkraft wird durch Drehen

00052 einer Handhabe geändert, welche ein Gewinde bewegt, um

00053 den Drehmomentwert einzustellen. Die Werte sind auf

00054 eine Skala auf der Außenoberfläche des hohlen Arms

00055 aufgeprägt oder aufgestempelt und ändern sich nicht.

00056 Diese Art von Drehmomentschlüssel ist sowohl einstell-

00057 bar, als auch genauer als die erste, wenn Nullpunkt

00058 (oder Minimum) und die Maximalstellungen korrekt kali-

00059 briert ist; ein derartig kalibrierter Schlüssel kann

00060 ungefähr 5% genau zum Skalenwert sein. Die Herstellung

00061 eines derartigen Drehmomentschlüssels, bei welchem eine

00062 genaue Kalibrierung erzielt ist, ist sehr arbeitsinten-

00063 siv und macht deshalb diese Art von Drehmomentschlüssel

00064 teuer. 00065

00066 Eine dritte Art von Drehmomentschlüssel beinhaltet in

00067 einem hohlen Arm einen langen Balken, an welchem eine

00068 Torsionsachse vorgesehen ist, welche mit dem Nußantrieb

00069 verbunden ist. Die Achse ist derart physikalisch ange- 00070 bunden, daß eine mechanische Nummernscheibe bewegt

00071 wird, welche ein Auslesen des Drehmomentwertes erlaubt.

00072 Die Genauigkeit dieser Art von Drehmomentschlüssel

00073 hängt von der Genauigkeit der Wärmebehandlung des Me-

00074 talls ab, welches im Hebelarm und anderen Dingen be-

00075 nutzt wird. Diese Drehmomentschlüssel haben eine Genau-

00076 igkeit von etwa 2%. 00077

00078 Mit allen diesen drei Arten von Drehmomentschlüsseln

00079 ist die Genauigkeit des Auslesens abhängig von der

00080 Genauigkeit der Einstellung des niedrigen Endes der

00081 Skala auf einen niedrigen Drehmomentwertes und des

00082 oberen Endes der Skala auf einen maximalen Drehmoment-

00083 wert während der Kalibrierung. Dies ist recht schwierig

00084 mit der zweiten und dritten Art, weil die Kalibrierung

00085 durch eine physikalische Einstellung von einigen Teilen

00086 des inneren Mechanismus des Schlüssels im Hinblick auf

00087 die Skala getätigt werden muß, welche selbst vor der

00088 Kalibrierung bestimmt wird und nicht änderbar ist. 00089

00090 Eine weitere Schwierigkeit mit dieser Art Drehmoment-

00091 schlüsseln ist, daß sie sehr schwierig zu lesen sind,

00092 insbesondere solche, bei denen die Skala einfach in das

00093 Metallstück eingepreßt ist. 00094

00095 Eine vierte Art von Drehmomentschlüsseln behebt einige

00096 dieser Schwierigkeiten zu einem merklichen Preis. Diese

00097 Art von Drehmomentschlüssel benutzt eine Vielzahl von

00098 Dehnungsmeßstreifen, welche dazu verwendet werden, die

00099 Biegung eines festen Armes zu messen, um ein elektri-

00100 sches Ausgangssignal zur Verfügung zu stellen, welches

00101 dazu benutzt werden kann, den Drehmomentwert zu besti -

00102 en. Solche Drehmomentwerte werden typischerweise in

00103 einfacher Weise lesbar auf einem digitalen Anzeigeteil

00104 angezeigt. Diese Drehmomentschlüssel benötigen eine 00105 sehr komplexe Elektronik und extrem präzise mechanische

00106 Teile, um präzise zu funktionieren. Deswegen sind diese

00107 Bauteile sehr teuer, typischerweise 5 bis lOmal so

00108 teuer wie die Drehmomentschlüssel der zweiten Art. Wei-

00109 ter stellen diese Drehmomentschlüssel kein Geräusch zur

00110 Verfügung, welches anzeigt, daß ein voxhergesetztes

00111 Drehmoment erreicht ist. 00112

00113 Es ist wünschenswert, einen genaueren Drehmomentschlüs-

00114 sei vorzusehen, welcher in einfacher Weise eingestellt

00115 werden kann mit wenig Arbeit und welcher leicht ausles-

00116 bar ist. 00117

00118 Zusammenfassung der Erfindung; 00119

00120 Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen

00121 akkurateren Drehmomentschlüssel anzugeben, welcher in

00122 einfacher Weise eingestellt werden kann, mittels sehr

00123 kleiner Arbeit und welcher einen leicht lesbaren Aus-

00124 gang ausbildet. 00125

00126 Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen

00127 genaueren Drehmomentschlüssel anzugeben, als solche

00128 welche im Stand der Technik erhältlich sind, welcher

00129 einfach und genau kalibriert werden kann zu minimalen

00130 Preisen. 00131

00132 Es ist noch eine andere Aufgabe, eine Einheit anzuge-

00133 ben, die für bestimmte Drehmomentschlüssel geeignet

00134 ist, einen genaueren Drehmomentschlüssel auszubilden,

00135 als derzeitig erhältlich. 00136

00137 Diese und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung

00138 werden in einem Drehmσmentschlüssel verwirklicht, wel-

00139 eher ein äußeres Gehäuse beinhaltet, beibehaltend einen 00140 Drehmomentschlüsselarm, wobei das Gehäuse ein Potentio-

00141 meter aufnimmt, welches sich mit einer inneren Dreh o-

00142 ment-Einstellfeder bewegt. Eine elektronische Schaltung

00143 mißt die Bewegung des Potentiometer, welche direkt zur

00144 Änderung der Federlänge korrespondiert und stellt ein

00145 digitales Auslesen auf einer Anzeige zur Verfügung. Der

00146 Schlüssel kann durch Einstellen des oberen und unteren 00147 Punktes auf der Anzeige durch Verwendung der elektroni- 00148 sehen Schaltung eingestellt werden.

00149

00150 Diese und andere Aspekte der vorliegenden Erfindung

00151 werden besser verstanden unter Bezugnahme auf die de-

00152 taillierte Beschreibung, welche folgt zusammen mit den

00153 Zeichnungen, in welchen gleiche Elemente mit gleichen

00154 Bezeichnungen versehen sind in den verschiedenen Ansich-

00155 ten. 00156

00157 Kurze Beschreibung der Zeichnungen 00158

00159 Figur 1 ist eine perspektivische Darstellung eines

00160 Drehmomentschlüssels nach der vorliegenden

00161 Erfindung. 00162

00163 Figur 2a+b sind Schnittdarstellungen des Drehmoment

00164 schlüsseis, welcher nach der Lehre des Standes

00165 der Technik gefertigt wurde in einer ersten

00166 und einer zweiten Stellung. 00167

00168

00169 Figur 3 ist eine Untersicht eines Teils der Erfindung

00170 nach Figur 1. 00171

00172 Figur 4 ist eine endseitige Darstellung eines Teils

00173 der Erfindung nach Figur 3. 00174 00175 Figur 5 ist ein Ausschnitt, welcher das Innere des

00176 Schlüssels gemäß Figur 1 illustriert. 00177

00178 Figur 6 ist ein Schaltungsdiagramm, welches die Ausge-

00179 staltung der Schaltung in einem Teil des

00180 Schlüssels gemäß Figur 1 illustriert. 00181

00182 Figur 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfin-

00183 düng, bei welchem das elektrisch veränderbare

00184 Element als Dreh-Potentiometer ausgeführt ist. 00185

00186 Detaillierte Beschreibung 00187

00188 Bezugnehmend auf die Figuren 2a und 2b ist ein Drehmo-

00189 mentschlüssel 10 dargestellt, welcher gemäß dem Stand

00190 der Technik gefertigt wurde. Der Drehmomentschlüssel 10

00191 beinhaltet einen äußeren Arm 11, welcher typischerweise

00192 in seiner Form zylindrisch ist. Ganz allgemein sind

00193 auch rechteckige Arme bekannt. Angenadelt an einem Ende

00194 des Armes 11 durch eine Nadel 12 ist ein Antriebsteil

00195 13, welches typischerweise eine Ratsche (nicht in den

00196 Figuren dargestellt) beinhaltet. Das Antriebsteil 13

00197 ist einendig als Balken 14 geformt, welcher in das

00198 hohle zylindrische Innere des Armes 11 eingesteckt ist

00199 und gegen eine Klinke 15 im Arm 11 drückt. Eine Feder

00200 17 im hohlen, zylindrischen Inneren des Armes 11 drückt

00201 gegen einen Nocken 18, welcher die Klinke 15 in Stel-

00202 lung gegen den Boden des Balkens 14 hält zwischen vor-

00203 springenden Kanten 16. Die Feder 17 kann durch Drehen

00204 einer Schraube 20 zusammengedrückt werden, um den Druck-

00205 block 21 zu bewegen. Die Schraube 20 bewegt sich in

00206 einem Gewinde eines Klotzes 23, welcher in einer Stel-

00207 lung relativ zum Arm 11 befestigt ist, allgemein durch

00208 einen Preßsitz oder durch Nadeln. Die Handhabe 25 paßt

00209 über ein Ende der Schraube 20 und bewirkt, daß die 00210 Schraube dreht, wenn die Handhabe gedreht wird. Die

00211 Handhabe bewegt sich mit der Schraube 20 und hat eine

00212 Kante 26 welche an die Skala 27 angrenzt, welche gewöhn-

00213 lieh in die äußere Oberfläche des Armes 21 eingepreßt

00214 ist. Die Skala sieht Markierungen vor, um das Drehmo-

00215 ment, was mit dem Schlüssel 10 angezog-en werden soll

00216 einzustellen. 00217

00218 Wie man der Figur 2b entnimmt, tendiert das Antriebs-

00219 teil um die Nadel 12 zu schwenken, wenn ein Drehmoment

00220 auf das Antriebsteil 13 ausgeübt wird. Die Klinke 15

00221 ist durch die Kanten 16 des Balkens 14 gehalten und

00222 hält den Balken des Antriebsteiles 13 fest, bis das

00223 Drehmoment die Kraft der Feder 17 übertrifft und die

00224 Klinke 15 auf der oberen Oberfläche des Nockens 18

00225 schwenkt. Wenn die Klinke 15 schwenkt, wird der Balken

00226 14 des Antriebteiles 13 gelöst und bewegt sich gegen

00227 die innerer Zylinderwand des Armes 11 mit einem hörba-

00228 ren Klick. Dieser Klick und das momentane Lösen der

00229 Kraft auf das Antriebsteil werden vom Benutzer bemerkt,

00230 um anzuzeigen, daß der auf der Skala 27 gesetzte Drehmo-

00231 mentwert erreicht ist. 00232

00233 Um sicher zu gehen, daß die Drehmomentwerte richtig

00234 sind, muß die Feder, insbesondere der Wert der Federkon-

00235 stante, die Klinkenoberflächen und -Dimensionen, und

00236 die Nockenoberfläche und -Dimensionen sehr genau gefer-

00237 tigt sein. Ergänzend muß der Schlüssel 10 eingangs

00238 kalibriert werden, so daß die Drehmomentwerte richtig

00239 sind an beiden, unteren und oberen Enden der Skala. Das

00240 untere Ende der Skala wird sehr einfach eingestellt,

00241 durch Bewegung der Bodennuß 24, so daß der Handgriff

00242 auf und ab auf dem hohlen Arm bewegt wird, bis eine 00243 markierte Position auf der Kante 26 der Handhabe 25 an 00244 den niedrigsten Wert der Skala angrenzt, ein Wert von 00245 gewöhnlich ungefähr 20% der vollen Skalierung. Die

00246 untere Position wird gegen ein bekanntes Drehmoment

00247 getestet, welches nach jeder Justierung auf den Antrieb

00248 wirkt, bis der Wert des Drehmomentes auf den Punkten

00249 der Skala korrekt ist. Das obere Ende der Skala ist

00250 sehr viel schwieriger einzustellen als- das untere Ende

00251 kalibriert wurde. Die obere Position ist gegen ein

00252 bekanntes Drehmoment getestet, welches auf den Antrieb

00253 solange ausgeübt wird, bis der Wert des aufgewandten

00254 Drehmomentes übereinstimmt mit dem auf den höchsten

00255 Punkt der Skala gesetzten. Wenn der Drehmomentwert,

00256 nicht zum Wert der Skala gegenüber der Markierung auf

00257 der Kante 26 eingangs paßt, erfolgt die Abstimmung

00258 dadurch eingestellt, daß die Klinke 15 ausgetauscht

00259 wird gegen eine Klinke, welche dünner oder dicker ist.

00260 Dies macht es notwendig, daß das Antriebsteil 13 durch

00261 Herausnehmen der Nadel 12 entfernt wird, so daß die

00262 neue Klinke eingesetzt werden kann. Dann wird der höch-

00263 ste Wert der Skala erneut gemessen gegen das Dreh o-

00264 ent, welches an der obersten Position zu erwarten ist.

00265 Wenn dies immer noch nicht stimmt, muß das Verfahren

00266 erneut beginnen. Es ist augenscheinlich, daß dies ein

00267 sehr arbeitsintensives Verfahren ist, um eine richtige

00268 Abstimmung der Werte für die Genauigkeit des Drehmoment-

00269 schlüsseis sicherzustellen. In einigen Fällen muß auch

00270 die Feder ersetzt werden, welches in weitere Arbeit und

00271 Kosten resultiert. Variationen in Federkonstante, Ober-

00272 flächenbearbeitung, Schmierung und Materialfestigkeit

00273 machen es notwendig, jeden Schlüssel individuell hin-

00274 sichtlich einer richtigen Klinkendicke zu überprüfen. 00275

00276 Die vorliegende Erfindung ele eniert die Notwendigkeit

00277 den Schlüssel physikalisch zusammenzusetzen und ausein- 00278 andernehmen, um die Drehmomentwerte richtig zu kalibrie- 00279 ren unabhängig von Variationen in der Federlänge, der 00280 Federkonstante und der Klinkendicke. Die vorliegende

00281 Erfindung liefert genauere Drehmomentwerte, wegen der

00282 höheren Auflösung der Digitalanzeige, von welcher die

00283 Werte leicht lesbar sind und der Spanne der Einstellung

00284 der Skala. Figur 1 illustriert die vorliegende Erfin-

00285 düng in perspektivischer Darstellung. Figuren 3 und 4

00286 sind Boden- und Endansichten eines Teiles des Schlüs-

00287 sels 30, wie er in Figur 1 gezeigt ist, und Figur 5 ist

00288 ein Schnitt des Armes und des Inneren des Schlüssels

00289 30, wie er in Figur 1 gezeigt ist. 00290

00291 Der Schlüssel 30 beinhaltet einen hohlen Arm, welcher

00292 identisch sein kann wie der des Stand der Technik 10.

00293 In der Tat kann der Schlüssel 30 die selben inneren

00294 Teile benutzen, angeordnet in der selben Weise wie

00295 diese Teile des Schlüssels 10, einschließlich des An-

00296 triebteiles 13, welches an einem Ende des Armes 11

00297 drehbar gelagert ist, mit einem Balken 14, welcher in

00298 den Arm 11 hineinragt und gegen eine Klinke 15 drückt,

00299 eine Feder 17, welche gegen einen Nocken 18 drückt,

00300 welcher die Klinke in einer Stellung gegen den Boden

00301 des Balken 14 drückt, eine Schraube 20, welche in Gewin-

00302 degängen eines festen Klotzes 23 sich bewegt, um den

00303 Druckblock 21 zum Spannen der Feder 17 zu betätigen,

00304 und mit einer Handhabe 25, welche über ein Ende der

00305 Schraube paßt und welche diese dreht, wenn die Handhabe

00306 gedreht wird. 00307

00308 Ergänzend zu diesen Teilen beinhaltet der Schlüssel 30

00309 ein Gehäuse 31, welches auf den Arm 11 geklemmt ist (so

00310 z. B. mit Schrauben in den Arm 11 oder in eine Rücken-

00311 platte) und welche eine elektronische Schaltung 30

00312 hält, zur Umwandlung einer Messung der Änderung der

00313 Länge der Feder 17 in das Drehmoment zu jeder Stellung,

00314 in welche die Handhabe gebracht wird und welche eine 00315 Ausgangsanzeige des Drehmomentes mittels einer Digital-

00316 ausgangsanzeige 33 bereitstellt. Um eine Messung der

00317 Änderung der Federlänge vorzusehen und so des Drehmomen-

00318 tes, beinhaltet die elektronische Schaltung 34 im Gehäu-

00319 se ein Potentiometer 35. Das in dem Ausführungsbeispiel

00320 gezeigte Potentiometer 35 ist ein Schiebepotentiometer,

00321 welches einen Schieber 37 aufweist, welcher davon ab-

00322 ragt. Der Schieber 37 bewegt sich in der Stellung, wie

00323 es durch die Pfeile in Figur 3 gezeigt ist und ändert

00324 dabei physikalisch den inneren Widerstand des Potentio-

00325 eters. 00326

00327 Das freie Ende des Schiebers 37 ist eingesteckt durch

00328 einen Schlitz 38 in der Seite des Armes 11 und ragt in

00329 eine Öffnung 39, welche im Druckblock 23 oder einem

00330 ähnlichen Block vorgesehen ist, welcher derart befe-

00331 stigt ist, daß er mit der Drehung der Schraube 20 sich

00332 linear bewegt (s. Fig. 5). Wenn der Druckblock 21 ein-

00333 hergehend mit einem Zusammendrücken oder Lösen der

00334 Feder sich bewegt, bewegt sich der Schieber 37 auf dem

00335 Potentiometer 35 zusammen mit der Änderung der Federlän-

00336 ge. Da die Strecke, die sich die Feder 17 bewegt multi-

00337 pliziert mit der Federkonstante gleich der Kraft ist,

00338 die von der Feder auf die Klinke ausgeübt wird, und da

00339 die aufgewandte Kraft ein direktes Maß für das Drehmo-

00340 ment ist, welches der Schlüssel abgibt, wenn sich die

00341 Klinke bewegt, übersetzt die Schaltung 34 den Weg des

00342 Potentiometerschiebers 37 direkt in die Ausgabe des 00343 Drehmomentes, welches auf die Anzeige dargestellt wird.

00344 In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Anzeige 33

00345 eine Digitalausausgabe, entweder in Fuß/Pfund oder

00346 Newton/Meter, welche individuell ausgewählt werden kann

00347 mittels des Schalters 36. Andere Maßeinheiten für das

00348 Drehmoment können vorgesehen sein in anderen Ausgestal-

00349 tungen der Erfindung. Die Schaltung beinhaltet Mittel, 00350 um beide, die oberen und die unteren Setzwerte der

00351 Anzeige zu kalibrieren, welche den Weg der Feder 17

00352 messen in einer elektronisch einstellbaren Skala. Diese

00353 . können durch äußere Schrauben 40, 41 und 42 kalibriert

00354 werden, welche zum Äußeren des Gehäuses 31 ragen. Die

00355 Anordnung erlaubt somit den Schlüssel -zu kalibrieren

00356 ohne das Innere des Schlüssels zu öffnen und mit einem

00357 Minimum an Arbeit. Nicht nur Arbeit wird gespart, auch

00358 die Komponentenpreise können reduziert werden, da die

00359 Eigenschaften der verschiedenen internen Teile, wie z.

00360 B. die Größe von Nocken, Klinke und die Feder und die

00361 Federkonstante nicht präzise genau sein müssen, wie es

00362 beim Stand der Technik der Fall ist. Irgendwelche sich

00363 wiederholenden Ungenauigkeiten können durch die elektro-

00364 nische Schaltung zu einem genaueren Grad korrigiert

00365 werden als beim Stand der Technik. 00366

00367 Es ist auch wichtig, daß die Anordnung eine gutlesbare

00368 und sehr genaue Ausgabe des von der Handhabe eingestell-

00369 ten Drehmomentes erlaubt. Von weiterer ökonomischer

00370 Wichtigkeit ist es, daß die Anordnung es erlaubt, das

00371 exakt der gleiche Typ von Drehmomentschlüssel benutzt

00372 werden kann, wie vorher, ohne den Austausch von wichti-

00373 gen Teilen. Alte Schlüssel können nachgerüstet werden,

00374 um die Erfindung zu verwirklichen, durch einen einfa-

00375 chen Schlitzeinschnitt in die Seite des Armes 11, Boh-

00376 ren einer Öffnung in den Druckblock 21, in welchen der

00377 Schieber 37 hineinpaßt und Zufügen des Gehäuses 31 ,

00378 welches die Schaltung 34 beinhaltet mit dem Potentiome-

00379 ter 35. So modifiziert sieht der Schlüssel immer noch

00380 ein ruckartiges Lösen des Balkens 14 vor, wenn der

00381 Drehmomentwert, welcher eingestellt ist, erreicht ist,

00382 einhergehend mit einem Klick zum Zeitpunkt des Lösens. 00383 00384 Die Figur 6 ist ein Schaltungsdiagramm, welche eine

00385 Ausgestaltung der Schaltung illustriert, welche mit der

00386 Erfindung zusammenwirkt. Die Schaltung 50 beinhaltet

00387 ein Potentiometer 51, welches physikalisch so ange-

00388 schlössen ist, um die Verschiebung des Druckblockes 21

00389 mittels eines Schiebers (gezeigt in Figur 3 und 4) zu

00390 messen. Ein Drehpotentiometer in Reihe mit der Schraube

00391 20 kann ebenso benutzt werden und würde eine ähnlich

00392 benutzbare Ausgabe liefern. Das Potentiometer 51 ist

00393 zwischen einer Potentialquelle Vcc und der Masse mit-

00394 tels Widerständen 52, 53 und 54 verbunden. Ein paralle-

00395 1er Zweig zwischen den Widerständen 52 und 54 beinhal-

00396 tet ein zweites Potentiometer 55, welches eingestellt

00397 wird, um eine Nullausgabe am Ausgang einer Anzeige 33

00398 vorzusehen. Der Wert welcher durch das Potentiometer 35

00399 geliefert ist, wird übertragen an einen Eingang INHI

00400 eines Zweikreisanalog-Digitalwandlers (A/D) 59. In 00401 einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Konverter 59

00402 erhältlich unter der Teilenummer ICL7136CM44 durch

00403 "Maxim Integrated Products , Incorporated" . Der Wert

00404 der von dem Potentiometer 55 bereitgestellt wird, wird

00405 übertragen an einen Eingang INLO des A/D-Wandlers 59.

00406 Die Analogwerte, welche zu dem A/D-Wandler 59 übertra-

00407 gen werden, werden in digitale Werte gewandelt und zur

00408 Anzeige an die Anzeige 33 übertragen. In der bevorzug-

00409 ten Ausgestaltung ist die Anzeige 33 eine direktbetrie-

00410 bene LCD-Anzeige, welche im Stand der Technik bekannt

00411 ist. Die Anzeige 33 sieht eine Digitalauslesung des

00412 Drehmomentwertes vor, welche durch die Position des

00413 Schiebers des Potentiometers 51 symbolisiert ist. 00414

00415 Wie ausgeführt worden ist, erlaubt das Potentiometer 55

00416 das unter Ende der Skala auf Null zu setzen durch einfa-

00417 ehe Einstellung der Potentiometerstellung. Typischerwe-

00418 ise wird dieses Nullsetzen durch Einstellen einer 00419 Schraube (s. 41, 42, 43 in Fig. 2) getätigt, deren Kopf

00420 durch die Seite des Gehäuses 31 für die Schaltung 50

00421 ragt zum externen Einstellen. In einer Ausgestaltung

00422 liegen die Schrauben günstigerweise vertieft, so daß

00423 sie nicht leicht verstellt werden können aus der Positi-

00424 on, in welche sie eingestellt sind. 00425

00426 Das obere Ende der Skala, welche von der Anzeige 33

00427 gebildet ist, wird durch zwei weitere Potentiometer 60

00428 und 61 eingestellt, welche parallel verbunden sind zwi-

00429 sehen Masse und Versorgungspotential Vcc über Widerstän-

00430 de 62 und 63. Eine Zenerdiode 65 ist verbunden zwischen

00431 dem Widerstand 62 und Masse, um eine genau festgelegte

00432 Spannung an den Potentiometern 60 und 61 zu geben. Das

00433 eine oder das andere der Potentiometer 60 oder 61 kann

00434 an einen Eingangskontakt des A/D-Wandler angeschlossen

00435 sein, durch einen Auswahlschalter, welcher als Schalter 00436 36 in Figur 1 dargestellt ist. Die Potentiometer 60 und 00437 61 erlauben die direkte Einstellung des vollen Skalen- 00438 wertes, welcher durch die Anzeige 33 zur Verfügung

00439 gestellt wird. Wenn der Schalter 36 das Potentiometer

00440 60 auswählt, wird der Wert in Fuß/Pfund ausgegeben.

00441 Wählt der Schalter 36 das Potentiometer 61, erfolgt die

00442 Ausgabe in Newton/Meter. Wie das Potentiometer 55 kann 00443 eine versenkte Schraube zur Einstellung durch die Seite

00444 des Gehäuses 31 ragen, welche die Schaltung 50 hält,

00445 zur externen Einstellung. Wie ausgeführt, können auch

00446 andere Werte für Drehmomenteinheiten in speziellen

00447 Ausgestaltungen benutzt werden. 00448

00449 Insoweit wird durch die Erfindung die Nulleinstellung

00450 und die Maximalwerteinstellung in einfacher Weise durch-

00451 geführt von außerhalb des Gehäuses 31 ohne den Zugriff

00452 auf irgendeine Innerei des Schlüssels.. Weiterhin kann -

00453 wie ausgeführt - das Gehäuse 31, welches die Elektronik 00454 der vorliegenden Erfindung aufnimmt, in einfacher Weise

00455 zu neuen oder gebrauchten Modulen von Drehmomentschlüs-

00456 sein ergänzt werden, welche nach dem Stand der Technik

00457 Arbeiten, um die Vorteile der vorliegenden Erfindung zu

00458 bewirken, mit nicht mehr als dem Bohren eines einzelnen

00459 Loches oder eines simplen Schlitzes. 00460

00461 Andere Teile der Schaltung 50 in Figur 6 sind dem Durch-

00462 schnittsfachmann auf dem Gebiet des Schaltungsdesigns

00463 wohl bekannt. Für ein leichtes Verständnis wurden diese

00464 Teile mit Bezeichnungen versehen, um ihren Gebrauch zu

00465 illustrieren. Werte der verschiedenen Komponenten sind

00466 in der Zeichnung aufgeführt. 00467

00468 Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung anhand

00469 eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben. Der 00470 Fachmann kann hieraus verschiedene Modifikationen und 00471 Veränderungen durchführen, ohne den Gedanken und den 00472 Umfang der Erfindung zu verlassen. Zum Beispiel kann 00473 die elektronische Schaltung, so wie sie hier offenbart

00474 ist benutzt werden mit einem Potentiometer, welches

00475 einen Schieber hat, welcher bewegt wird, um die Auslen- 00476 kung eines Zeigearmes entsprechend den Drehmomentschlüs-

00477 sein der ersten Art, wie sie oben beschrieben worden

00478 ist, zu messen. Ähnlich kann die elektronische Schal-

00479 tung so wie sie beschrieben worden ist benutzt werden,

00480 mit einem Potentiometer, welches einen Schieber hat,

00481 welcher bewegt wird, um die Durchbiegung einer Torsions-

00482 welle zu messen entsprechend einem Drehmomentschlüssel

00483 der vierten Art, wie oben beschrieben. Die Anordnung 00484 dieser Erfindung kann ebenso benutzt werden in Drehmo-

00485 mentschraubendreher, welche einen ähnlichen Mechanismus

00486 benutzen, wie der Stand der Technik in Figur 2. Die

00487 Erfindung könnte in gleicher Weise benutzt werden mit

00488 mechanischen Werkzeugen, welche ein inneres Teil haben, 00489 welches sich linear bewegt mit einer Messung, welche

00490 durch das Werkzeug verwirklicht ist. In der Tat jedes 00491 mechanische Werkzeug, welches erste und zweite Elemente 00492 aufweist, welche sich linear zueinander bewegen, oder

00493 in einer geraden Linie oder winklig oder gegeneinander

00494 um eine Messung vorzusehen, können geeignet sein, die

00495 Erfindung zu benutzen, mittels einer Schaltung, welche 00496 eine Anzeige hat, die auf einen Ausgang von einem Poten-

00497 tiometer antwortet, wobei das Potentiometer relativ zu

00498 einem Element befestigt ist und einen Schieber auf-

00499 weist, welcher geeignet ist, mit anderen Element sich

00500 zu bewegen. Die Erfindung sollte darum anhand der An-

00501 sprüche gemessen werden. 00502

00503 Bei dem in Figur 7 dargestellten Ausführungsbeispiel

00504 wird die Drehbewegung der Spindel 20 auf die Welle

00505 eines Dreh-Potentiometers 40 übertragen. Beim Dreh-Po-

00506 tentiometer kann es sich um ein Zehngang-Potentiometer

00507 handeln. Das Gehäuse des Zehngang-Potentiometers ist

00508 fest mit dem Schieber 21 verbunden, welcher undrehbar

00509 im Rohr 11 axial verschieblich angeordnet ist. Der

00510 Schieber 21 weist dabei eine Durchbrechung auf, durch

00511 den eine guerschnittsreduzierte Verlängerung der Spin-

00512 del 20 greift, um das Getriebe des Zehngang-Potentio e-

00513 ters 40 anzutreiben. Das Zehngang-Potentiometer 40 ist

00514 innerhalb der Windungen der Druckfeder 17 angeordnet.

00515 Das Drehpotentiometer weist nicht dargestellte elektri-

00516 sehe Anschlüsse auf, die mittels elektrischer Kabel mit

00517 einer elektronischen Schaltung 34 verbunden sind. 00518

00519 Die in der vorstehenden Beschreibung, der Zeichnung und

00520 den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung kön-

00521 nen sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination

00522 für die Verwirklichung der Erfindung von Bedeutung

00523 sein. Alle offenbarten Merkmale sind erfindungswesent- 00524 lieh. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit

00525 auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten

00526 Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) voll-

00527 inhaltlich mit einbezogen.

Claims

00528 A N S P R Ü C H E 00529

00530 1. Mechanisches Werkzeug, welches eine Ausgangsanzeige

00531 eines bestimmten Wertes eines Drehmomentes ermöglicht, 00532

00533 mit einem ersten Element, 00534

00535 einem zweiten Element, welches sich zum Bereitstellen

00536 des Ausgangssignals gegenüber dem ersten Element gradli-

00537 nig verlagert, 00538

00539 mit einem ein Potentiometer aufweisenden Schaltkreis, 00540

00541 wobei der Schaltkreis zum Bereitstellen einer

00542 Anzeige entsprechend einem Ausgang des Poten- 00543 tiometers geschaltet ist,

00544

00545 wobei das Potentiometer am ersten Element

00546 befestigt ist und 00547

00548 wobei das Potentiometer einen Schieber auf-

00549 weist, welcher geeignet ist, sich mit dem

00550 zweiten Element zu bewegen. 00551

00552 2. Mechanisches Werkzeug nach oder insbesondere nach

00553 Anspruch 1, in welchem die Schaltung Mittel beinhaltet,

00554 zum Einstellen eines unteren Anzeigewertes und eines

00555 oberen Anzeigewertes einer Anzeige. 00556

00557 3. Mechanisches Werkzeug nach oder insbesondere nach

00558 einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, in

00559 welchem die Mittel zur Einstellung eines unteren Anzei-

00560 gewertes und eines oberen Anzeigewertes der Anzeige be-

00561 inhalten zweite und dritte Potentiometer. 00562 00563 4. Mechanisches Werkzeug nach oder insbesondere nach

00564 einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, in

00565 welchem die Schaltung Mittel beinhaltet, zur Änderung

00566 der Einheiten, in welchen die Anzeigewerte auf der

00567 Anzeige dargestellt werden. 00568

00569 5. Mechanisches Werkzeug aufweisend ein erstes Element,

00570 ein zweites Element, welches sich relativ zum ersten

00571 Element gradlinig verlagert, um eine Messung zu er ögli-

00572 chen, eine Schaltung, welche ein Potentiometer auf-

00573 weist, wobei die Schaltung derart geschaltet ist, daß

00574 eine Anzeige entsprechend einem Ausgang des Potentiome-

00575 ters vorgesehen ist, wobei das Potentiometer am ersten

00576 Element befestigt ist und wobei das Potentiometer einen

00577 Schieber aufweist, welcher geeignet ist, sich mit dem

00578 zweiten Element zu bewegen. 00579

00580 6. Mechanisches Werkzeug nach oder insbesondere nach

00581 Anspruch 5, in welchem die Schaltung Mittel beinhaltet,

00582 um den unteren und oberen Anzeigewert der Anzeige einzu-

00583 stellen. 00584

00585 7. Mechanisches Werkzeug nach oder insbesondere nach

00586 Anspruch 6, in welchem die Mittel zur Einstellung eines

00587 unteren Anzeigewertes und eines oberen Anzeigewertes

00588 der Anzeige zweite und dritte Potentiometer zur Einstel-

00589 lung der unteren und oberen Anzeigewerte beinhalten. 00590

00591 8. Mechanisches Werkzeug nach oder insbesondere nach

00592 Anspruch 7, in welchem die Schaltung Mittel beinhaltet

00593 zum Ändern der Einheiten, in welchen die Anzeigewerte

00594 auf der Anzeige dargestellt werden. 00595

00596 9. Ein Drehmomentwerkzeug, aufweisend ein festes Ele-

00597 ment, eine Feder, welche am festen Element befestigt 00598 ist, deren eines Ende so angeordnet ist, um Kraft auszu-

00599 üben auf, und deren anderes Ende geeignet ist, um sich

00600 gradlinig zu bewegen zum festen Element, wobei der Wert

00601 der Kraft eingestellt ist, um ein Meßergebnis zu erhal-

00602 ten, ein Mechanismus um ein Drehmoment aufzuwenden,

00603 welches proportional der Kraft ist, welche von der

00604 Feder ausgeübt wird, eine Schaltung, welche ein Poten-

00605 tiometer hat, wobei die Schaltung so geschaltet ist, um

00606 einen Ausgang des Potentiometers anzuzeigen, wobei das

00607 Potentiometer am ersten Element befestigt ist und das

00608 Potentiometer ein bewegliches Element hat zur Variier-

00609 ung des Widerstandes, welches geeignet ist, sich mit

00610 dem Ende der Feder zu bewegen, welche sich bewegt. 00611

00612 10. Ein Drehmomentwerkzeug nach oder insbesondere nach

00613 Anspruch 9, in welchem die Feder ein Arm ist, welcher

00614 sich biegt, wenn ein Drehmoment aufgewandt wird. 00615

00616 11. Ein Drehmomentwerkzeug nach oder insbesondere nach

00617 Anspruch 9, in welchem die Feder eine Zylinderfeder

00618 ist, welche einstellbar ist, um die aufgewandte Kraft

00619 zu variieren. 00620

00621 12. Ein Drehmomentwerkzeug nach oder insbesondere nach

00622 Anspruch 11, welches weiter eine Klinke aufweist, wel-

00623 ehe die Kraft aufnimmt, die von der Feder aufgebracht

00624 wird und einen Antriebsarm, welcher um ein festes Ele-

00625 ment drehbar angeordnet ist, um eine Kraft auf die

00626 Klinke aufzuwenden. 00627

00628 13. Ein Drehmomentwerkzeug nach oder insbesondere nach

00629 Anspruch 9, welches weiter aufweist einen Ausgangsmecha-

00630 nismus beinhaltend einen Schraubendreher. 00631 00632 14. Vorrichtung zum elektrischen Auslesen eines mechani-

00633 sehen Werkzeuges, welches beinhaltet ein erstes Ele-

00634 ment, und ein zweites Element, welches sich gradlinig

00635 zum ersten Element bewegt, wobei die Vorrichtung auf-

00636 weist:

00637 ein Gehäuse, welches geeignet ist, am ersten Element

00638 des mechanischen Werkzeuges befestigt zu werden,

00639 eine im Gehäuse befestigte Schaltung, wobei die Schal-

00640 tung ein Potentiometer aufweist, welches in die Schal-

00641 tung geschaltet ist, um in der Schaltung einen Wider-

00642 stand zu variieren, wobei eine Anzeige am Gehäuse befe-

00643 stigt ist und in der Schaltung so geschaltet ist, um

00644 eine Änderung des Widerstandes anzuzeigen, welche in

00645 der Schaltung durch das Potentiometer verursacht wird,

00646 wobei das Potentiometer dazu geeignet ist, am ersten

00647 Element befestigt zu werden und das Potentiometer ein

00648 bewegliches Element aufweist, zur Änderung des Wider-

00649 Standes des Potentiometers und zur Bewegung mit dem

00650 zweiten Element. 00651

00652 15. Vorrichtung nach oder insbesondere nach Anspruch

00653 14, in welcher die Schaltung beinhaltet Mittel zur

00654 Einstellung eines niedrigen Anzeigewertes und eines

00655 hohen Anzeigewertes der Anzeige. 00656

00657 16. Vorrichtung nach oder insbesondere nach Anspruch

00658 15, in welcher die Mittel zur Einstellung eines niedri-

00659 gen Anzeigewertes und eines oberen Anzeigewertes der

00660 Anzeige beinhalten zweite und dritte Potentiometer. 00661

00662 17. Vorrichtung nach oder insbesondere nach Anspruch

00663 16, in welcher die Schaltung beinhaltet Mittel zur

00664 Änderung der Einheit in welcher die Meßwerte auf der

00665 Anzeige dargestellt werden. 00666 00667 18. Vorrichtung zum Einstellen eines Drehmomentes,

00668 insbesondere handbetriebener Drehmomentschlüssel, mit

00669 einem festen ersten Element und einem gegenüber dem

00670 ersten Element zur Einstellung eines bestimmten Dreh o-

00671 mentwertes verlagerbaren zweiten Element, gekennzeich-

00672 net durch ein zum ersten Element ortsfesten Potentiome-

00673 ter, dessen Schieber zufolge einer Verlagerung des

00674 zweiten Elementes verlagerbar ist. 00675

00676 19. Vorrichtung insbesondere nach Anspruch 18, dadurch

00677 gekennzeichnet, daß das erste Element ein Gehäuse oder

00678 ein gehäusefestes Bauteil des Drehmomentschlüssels ist,

00679 und daß durch Verlagerung des zweiten Elementes die

00680 Vorspannung einer Feder einstellbar ist. 00681

00682 20. Vorrichtung nach oder insbesondere nach Anspruch 18

00683 oder 19, gekennzeichnet durch eine im Gehäuse angeordne-

00684 te, von der Feder druckbeaufschlagte Klinke (15), wel-

00685 ehe sich einhergehend mit einer Relatiwerlagerung des

00686 Arbeitsendes (13) zum Gehäuse bei Erreichen des bestimm-

00687 ten Drehmomentwertes verlagert. 00688

00689 21. Vorrichtung nach oder insbesondere nach einem oder

00690 mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn-

00691 zeichnet, daß zum Anzeigen der Verlagerungsstellung

00692 eines ersten gegenüber einem zweiten Elementes ein

00693 Potentiometer vorgesehen ist, welches als Dreh-Potentio-

00694 meter (40) ausgebildet ist und welches drehfest gegen-

00695 über dem ersten Element ist und welches durch Betäti-

00696 gung einer das zweite Element gegenüber dem ersten

00697 Element verlagernden Spindel seinem elektrischen Wider-

00698 stand zwischen zwei Klemmen verändert.