EP0925155B1 - Torque wrench - Google Patents
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- EP0925155B1 EP0925155B1 EP97932810A EP97932810A EP0925155B1 EP 0925155 B1 EP0925155 B1 EP 0925155B1 EP 97932810 A EP97932810 A EP 97932810A EP 97932810 A EP97932810 A EP 97932810A EP 0925155 B1 EP0925155 B1 EP 0925155B1
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- EP
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- torque wrench
- angle
- rotation
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
- B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
- B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
Definitions
- the invention relates to a torque wrench the features of the preamble of claim 1.
- the beginning of the Determination of the deflection angle is determined automatically.
- the type of temporal integration of the measured values depends on the overall design of the evaluation device and especially from the issue of Accelerometer readings. So can the integration by means of differential amplifiers in a known manner Way if the evaluation of the measured values is analog he follows.
- a microprocessor is provided, for example, an evaluation can also take place digitally and there are various numerical integration methods available with which the microprocessor then is programmable.
- Suitable acceleration sensors are known and customary in the trade. Preferably used are such acceleration sensors, which in one defined distance to the swivel axis in the torque wrench are arranged and which the pivot axis of the torque wrench as a virtual fixed point serves.
- the preferred arrangement has the advantage that here no measurement between fixed and key-fixed Components.
- a deflection angle to understand the proportion of the angle of rotation, which is usually from defined initial conditions a zero angle position such as one spatial position of the torque wrench to a housing begins to count and with the end of the tightening process or control process also ends.
- the acceleration sensor detects an angular acceleration in the tightening direction for example a screw both positive and can also be negative, but still with the screw is attracted to a positive torque.
- an angular acceleration in the tightening direction for example a screw both positive and can also be negative, but still with the screw is attracted to a positive torque.
- torque when using a ratchet or ratchet or the angular velocity negative, namely counter in returning the torque wrench tightening direction this may be from the torque wrench swept angular range not taken into account as it doesn't tighten the screw contributes.
- measured values of the Acceleration sensor only in a definable direction of rotation be evaluated.
- the evaluation device with each a lower and an upper torque limit and a deflection angle is preprogrammable and that the evaluation device between the respective Actual values lying within the limit values.
- Fig. 1 shows the essential components of a torque wrench 1 according to the invention. To put one on Screw, a nut or the like about an axis of rotation 2, it has an insertion tool 3, which on the Torque wrench 1 via a conventional plug-in receptacle is held.
- the torque wrench 1 is guided around the axis of rotation 2 over an angular range ⁇ .
- a clockwise rotation angle ⁇ and a torque applied in this direction are counted positively.
- the counting direction can be reversed, for example, for screws with a left-hand thread.
- the angular velocity ⁇ ⁇ and the angular acceleration also count accordingly clockwise positive.
- the torque wrench 1 has an electronic Evaluation device 5 for the evaluation of sensors delivered measured values for acquisition or calculation of the torque M and the angle of rotation ⁇ .
- a keypad 6 is used to program one, for example Microprocessor of the evaluation device and in particular the entry of limit values for the rotation or Deflection angle ⁇ or the torque M. Reaching or exceeding such limit values is indicated by a LED line 7 is displayed.
- Final values of the torque M or of the angle of rotation or deflection ⁇ , ⁇ are on one LCD display 8 reproduced.
- the torque M is measured and evaluated after known methods.
- an acceleration sensor 9 in the torque wrench 1 for detecting the angle of rotation acceleration provided, which is arranged within the torque wrench 1 at a defined distance s from the axis of rotation 2.
- the pivot axis 2 serves the acceleration sensor 9 as a virtual fixed point about which it is then also pivoted. This distance s is essentially determined by the design of the acceleration sensor 9 used, which is customary in the trade.
- the torque wrench can be connected via a connector 10 1 via a common interface, for example with a computer 11 and / or a printer 12 for Logging of measurements must be connected.
- step 15 switching on is carried out in step 16 by the evaluation device 5 a self test and zeroing automatically carried out.
- step 16 a self test and zeroing automatically carried out.
- step 16 a self test and zeroing automatically carried out.
- step 16 a calibration of the torque wrench 1 to provide.
- a separate calibration for the rotation angle measurement can for example, that the torque wrench 1 is set and the memory for the Angle of rotation is manually set to zero. Then the torque wrench 1 to his Rotation axis 2 over a defined angular range pivoted, which is then also from the evaluation device is to be displayed.
- step 16 the parameters for the measuring process are set in step 17. Regardless of the order, these are initially the starting torque M s .
- the starting torque M s can of course also be set to zero, with which the angle of rotation ⁇ and the deflection angle ⁇ then coincide.
- a starting torque M s greater than zero is selected here, which is predetermined by the application.
- a lower and an upper limit value for the torque are to be set as minimum and maximum values M min , M max , which define the torque range in which the final torque value reached is to be found in order when a screw or the like is tightened.
- minimum and maximum values ⁇ min , ⁇ max are to be specified in which angular range the deflection angle, counting starting with the starting torque M s , has to be at the end of the measurement.
- This setpoint specification also includes the choice of the measurement itself. For example, switching off one or the other measuring device can measure the torque M or measure the angular acceleration also done.
- step 17 the torque key is then, for example, controlled manually or by one of the sensors with the measurement of the torque M and the angular acceleration began. These measurements according to steps 18, 19 take place continuously over the entire tightening process, for example of a screw.
- step 20 the measurement result of the torque is checked to determine whether it is greater than or equal to the starting torque M s . As long as the determined torque is less than this value, the torque measurement is continued as normal.
- the result of the acceleration measurement is checked regularly in step 21, namely whether the direction of rotation coincides with the tightening direction of, for example, a nut.
- the angular velocity ⁇ ⁇ must be greater than zero.
- This query criterion can be seen here alternatively, since, for example, the occurrence of a negative torque would also indicate that the direction of rotation was reversed, for example when using a ratchet or ratchet. If there is such a return movement of the torque wrench 1, the measured acceleration value becomes not further processed and in particular not added to the angle of rotation ⁇ in the tightening direction. The acceleration measurement however, continues as normal.
- step 21 If it is determined in step 21 that there is a pivoting movement of the torque wrench 1 in the tightening direction, ie here that the angular velocity ⁇ ⁇ is greater than zero, the angular acceleration is integrated twice over time.
- Various methods are available for this. In the case of analog integration, for example via differential amplifiers, the measured values are continuously evaluated.
- An alternative possibility is to program, for example, a microprocessor present in the evaluation circuit 5, which then uses individual measured values as support values for a numerical integration.
- the microprocessor can save all measured values as base values and use them to calculate the angle of rotation ⁇ for the current, last measurement.
- the determination of the deflection angle ⁇ begins, cf. also FIG. 4.
- Alternative methods are also available here.
- the current numerical value of ⁇ ie the rotation angle swept up to this point in time, can be set to zero in step 23. Since the acceleration measurement is continued continuously, stored intermediate values can be used, for example, and the acceleration measurement can also be determined by integrating the deflection angle ⁇ . Alternatively, it would be possible to save the value of ⁇ present when the starting torque M s is exceeded and then subtract it from the end value of the angle of rotation measurement in order to determine the deflection angle ⁇ .
- the aim of tightening a screw or the like by means of a torque wrench 1 according to the invention is for the torque to ultimately lie between predetermined limit values M min , M max or the deflection angle between limit values ⁇ min , ⁇ max after tightening the screw.
- M min , M max or the deflection angle between limit values ⁇ min , ⁇ max after tightening the screw This is explained further on the basis of the flow chart according to FIG. 3.
- both the torque measurement 18 and the acceleration measurement 19 continue to be carried out unchanged.
- the evaluation of the acceleration measurement likewise continues according to steps 21, 22, but in the current memory it is no longer a summation of the angle of rotation ⁇ , but rather a summation of the deflection angle ⁇ now after step 23, as explained above.
- a query is then made as to whether the current values of the torque M or the deflection angle ⁇ are within the predetermined limit ranges according to FIG. 4. If this is not the case, as is initially not the case due to values for the torque M and the deflection angle ⁇ which are too small, a query is made in step 31 as to whether the upper limit values M max , ⁇ max have been exceeded by the current values. If the current values M, ⁇ are still below the predefined end range, this is naturally not the case and the torque measurement M and acceleration measurement will continue to run unchanged. As an alternative, step 31 can only be predicted at a later point in time, namely when the lower limit values M min , ⁇ min have been exceeded. This step 31 would then follow step 30 in the "Yes" branch. This could also save computing capacity if necessary.
- step 30 If it is determined in step 30 that a current measured value M, ⁇ lies in the specified interval of the lower and upper limit values, then a signal is triggered in step 32, for example LED line 7, so that a measurement result lies in the desired range.
- a signal triggering can be carried out individually for each step, or such a signal triggering can only take place if both criteria are met.
- This last signal trigger indicates to the user that the tightening process has been successfully completed. In the case of a separate display, the user is signaled that, at the end of the tightening process, he must also pay close attention to reaching the other criterion. However, the torque measurement M and the acceleration measurement are still as before still made.
- the user will generally relieve the torque wrench 1. Accordingly, the torque M, the angular acceleration and the angular velocity ⁇ ⁇ assume the value zero. If this is determined by the evaluation device 5 in step 33, it ensures that the end values are displayed, for example on the LCD display 8. These end values can also be stored by the evaluation device 5, for example up to 1,000 pieces. Alternatively, these end values can also be transferred to a computer 11 or printer 12 immediately or after storage, as explained at the beginning. If, however, the evaluation device 5 determines in step 33 that there is still a torque M and / or an angular velocity ⁇ ⁇ in the tightening direction, the torque measurement M and the acceleration measurement will also continue to be performed.
- step 30 it can be determined in step 30 that the current values M, ⁇ are no longer within the predetermined interval, but instead according to step 31 the predetermined upper limits M max and / or ⁇ max have been exceeded. In this case, a "faulty" signal is triggered in step 35. In particular if the maximum limit values are exceeded incorrectly, it has also proven expedient to use an acoustic display, for example a buzzer.
- step 33 in a step 36 determined whether the tightening process is finished and it then accordingly comes to a final value display 37 "faulty" or the measuring process is still continued.
Description
Die Erfindung betrifft einen Drehmomentschlüssel nach
den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.The invention relates to a torque wrench
the features of the preamble of
Bei einem aus der EP 0 133 557 bekannten Drehmomentschlüssel
ist ein Mikroprozessor mit Tastatur vorgesehen,
über die jeweils gewünschte Daten wie Sollwerte,
Grenzwerte, oder dergleichen für den Anziehvorgang als
Vorgabe gewählt eingebbar sind. Entsprechend diesen
Vorgaben wird der Anziehvorgang z. B. einer Schraube
überwacht. Bei Erreichen bestimmter Grenzwerte erfolgt
dabei eine automatische Abspeicherung dieser erreichten
Werte. Als nachteilig hat sich dort die Geber-Technik
für die Meßwerte der Drehwinkel-Meßeinrichtung herausgestellt,
welche aus einem Impulsrad und einer Reflexsonde
im wesentlichen besteht. Es ist diese Geber-Technik
sehr aufwendig und beispielsweise hinsichtlich Verschmutzung
sehr anfällig. Darüber hinaus wird durch die
Anordnung Impulsrad/Reflexsonde die Geometrie des
Schlüssels wesentlich bestimmt.With a torque wrench known from
Weiter ist ein Drehmomentschlüssel aus der DE 43 43 110 A1 bekannt, bei welchem ein Sensor als Beschleunigungssensor zur Erfassung der Drehwinkelbeschleunigung ausgebildet ist, dessen Meßwerte die Auswertevorrichtung zur Ermittlung des Drehwinkels zweimal zeitlich integriert.Next is a torque wrench from DE 43 43 110 A1 known, in which a sensor as an acceleration sensor trained to detect the angular acceleration is, the measured values of the evaluation device for Determination of the angle of rotation integrated twice in time.
Ausgehend von dem zuletzt genannten Stand der Technik beschäftigt sich die Erfindung mit der technischen Problematik, den bekannten, vorbezeichneten Drehmomentschlüssel so auszugestalten und weiterzubilden, daß eine vereinfachte Bedienung gegeben ist. Based on the last-mentioned state of the art the invention deals with the technical Problem, the well-known, aforementioned torque wrench to design and develop in such a way that simplified operation is given.
Diese Problematik ist beim
Gegenstand des Anspruches 1 gelöst. Der Beginn der
Bestimmung des Auslenkwinkels wird automatisch festgelegt.
Die Art der zeitlichen Integration der Meßwerte
ist abhängig von der Gesamtgestaltung der Auswertevorrichtung
und insbesondere auch von der Ausgabe der
Meßwerte des Beschleunigungsensors. So kann die Integration
mittels Differenzverstärkers in an sich bekannter
Weise erfolgen, wenn die Auswertung der Meßwerte analog
erfolgt. Ist ein Mikroprozessor beispielsweise vorgesehen,
so kann eine Auswertung auch digital erfolgen und
stehen hierfür verschiedene numerische Integrationsverfahren
zur Verfügung, mit denen der Mikroprozessor dann
programmierbar ist. Geeignete Beschleunigungssensoren
sind bekannt und handelsüblich. Bevorzugt verwendet
werden solche Beschleunigungssensoren, die in einem
definierten Abstand zu der Schwenkachse in dem Drehmomentschlüssel
angeordnet sind und denen die Schwenkachse
des Drehmomentschlüssels als virtueller Festpunkt
dient. Dieser Abstand ist abhängig von dem Typ des
verwendeten Beschleunigungssensors und danach auch
auszurichten. Im Gegensatz zu Beschleunigungssensoren
für die Erfassung von Drehwinkelbeschleunigungen, welche
ringförmig um eine Drehachse beispielsweise angeordnet
sind, hat die bevorzugte Anordnung den Vorteil, daß
hier keine Messung zwischen drehachsenfesten und schlüsselfesten
Bauteilen erfolgt. Nachstehend ist unter
einem Ablenkwinkel der Anteil des Drehwinkels zu verstehen,
welcher üblicherweise von definierten Anfangsbedingungen
einer Nullwinkellage wie beispielsweise einer
räumlichen Lage des Drehmomentschlüssels zu einem Gehäuse
zu zählen beginnt und mit der Beendigung des Anziehvorganges
bzw. Kontrollvorganges gleichfalls dann endet. This problem is with
Subject matter of
Hierdurch wird neben der Messung des Drehoments auch durch den Auslenkwinkel der sichere Anzug beispielsweise einer Schraube festgestellt. Eine solche Nullwinkellage kann dem Drehmomentschlüssel beispielsweise manuell eingegeben werden. Zumeist wird jedoch ein Drehmomentschlüssel der eingangs genannten Art zur Kontrolle des Anzuges von beispielsweise Schrauben für eine Vielzahl gleichartiger Verschraubungen in einer Serienfertigung verwendet. Hierbei ist nach der Erfindung vorgesehen, daß die Auswertevorrichtung mit einem Start-Drehmoment vorprogrammierbar ist und ein Auslenkwinkel ab Erreichen des Start-Drehmoments bestimmt wird. Hierdurch wird zunächst die Erfassung des Drehmoments mit der Erfassung des Drehwinkels zur Bestimmung des Auslenkwinkels verknüpft. Hier mit dem Ergebnis, daß der Beginn der Bestimmung des Auslenkwinkels gleichsam automatisiert ist. Erfindungsgemäß erfaßt der Beschleunigungssensor eine Drehwinkelbeschleunigung, die in Anzugsrichtung beispielsweise einer Schraube sowohl positiv als auch negativ sein kann, wobei dennoch die Schraube mit einem positiven Drehmoment angezogen wird. Wird jedoch bei der Verwendung einer Ratsche oder Knarre das Drehmoment oder die Winkelgeschwindigkeit negativ, nämlich bei dem Zurückführen des Drehmomentschlüssels entgegen der Festziehrichtung, so darf dieser von dem Drehmomentschlüssel überstrichene Winkelbereich nicht berücksichtigt werden, da er zum Festziehen der Schraube nicht beiträgt. Von daher ist es zweckmäßig, daß Meßwerte des Beschleunigungssensors nur in einer vorgebbaren Drehrichtung ausgewertet werden. In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Auswertevorrichtung mit jeweils einem unteren und einem oberen Grenzwert für das Drehmoment und einem Auslenkwinkel vorprogrammierbar ist und daß die Auswertevorrichtung zwischen den jeweiligen Grenzwerten liegende Ist-Werte anzeigt. Hierdurch erfolgt eine doppelte Kontrolle des Anziehvorgangs hinsichtlich des Erreichens eines vorgegebenen Bereichs sowohl des Drehmoments als auch des Auslenkwinkels. Hierbei kann weiter vorgesehen sein, daß die Auswertevorrichtung das Überschreiten bereits des unteren Grenzwertes des Drehmoments und/oder des Auslenkwinkels anzeigt. Hierdurch wird dem Benutzer angezeigt, daß der Vorgang des Anziehens beispielsweise einer Schaube sich dem Ende nähert und er nunmehr auch die oberen Grenzwerte dahingehend zu überwachen hat, daß diese nicht überschritten werden. Das Überschreiten des oberen Grenzwertes des Drehmoments und/oder des Auslenkwinkels wird durch die Auswertevorrichtung gleichfalls angezeigt, wodurch signalisiert wird, daß dieser Anziehvorgang nicht ordnungsgemäß abgeschlossen wurde. Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, eine solche Anzeige vom Erreichen bzw. Überschreiten von Grenzwerten mittels wenigstens einer Leuchtdiode durchzuführen. Hierbei bietet sich eine Vielzahl von Anzeigemöglichkeiten an, beispielsweise kann durch ein Farbwechsel oder ein Blinken das Überschreiten der Grenzwerte des Drehmoments bzw. des Auslenkwinkels signalisiert werden. Erreichte Endwerte werden in üblicher Art auf einem LCD-Display gemeinsam angezeigt oder kann eine Umschaltung des Meßmodus auch erfolgen und eine umschaltbare, alternative Anzeige des End-Drehmoments bzw. des EndAuslenkwinkels erfolgen. Diese Endwerte können von dem Mikroprozessor abgespeichert, an einem Computer über eine entsprechende Schnittstelle übertragen oder unmittelbar an einen Drucker ausgegeben werden.This will in addition to the measurement of the torque also by the deflection angle the secure tightening of a screw, for example detected. Such a zero angle position can be the torque wrench for example, entered manually. Mostly, however, is a torque wrench type mentioned at the beginning for checking the suit of for example screws for a variety of similar Fittings used in series production. It is provided according to the invention that the evaluation device with a starting torque is preprogrammable and a deflection angle from reaching of the starting torque is determined. Hereby the torque is first recorded with the Detection of the angle of rotation to determine the deflection angle connected. Here with the result that the beginning automated determination of the deflection angle is. According to the invention, the acceleration sensor detects an angular acceleration in the tightening direction for example a screw both positive and can also be negative, but still with the screw is attracted to a positive torque. However, will torque when using a ratchet or ratchet or the angular velocity negative, namely counter in returning the torque wrench tightening direction, this may be from the torque wrench swept angular range not taken into account as it doesn't tighten the screw contributes. It is therefore expedient that measured values of the Acceleration sensor only in a definable direction of rotation be evaluated. In a further embodiment it is provided that the evaluation device with each a lower and an upper torque limit and a deflection angle is preprogrammable and that the evaluation device between the respective Actual values lying within the limit values. This is done a double check of the tightening process of reaching a given area both the torque and the deflection angle. It can further be provided that the evaluation device exceeding the lower limit of the torque and / or the deflection angle displays. This indicates to the user that the Process of tightening a screw yourself, for example is nearing the end and now it is also the upper limit values to ensure that they are not exceeded become. Exceeding the upper limit of the torque and / or the deflection angle also indicated by the evaluation device, which signals that this tightening process was not completed properly. It has found to be expedient, such an advertisement dated Reaching or exceeding limit values using perform at least one light emitting diode. Here offers a variety of display options, for example, by changing color or a Flashing when the torque limit values are exceeded or the deflection angle are signaled. Reached end values are displayed in the usual way on a LCD display shown together or can switch of the measuring mode and a switchable, alternative display of the final torque or the final deflection angle respectively. These end values can be from the Microprocessor stored on a computer transmit an appropriate interface or immediately to a printer.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, in der sie lediglich beispielhaft und prinzipiell dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt:
- Fig. 1
- eine Darstellung des erfindungsgemäßen Drehmomentschlüssels und seiner wesentlichen Komponenten,
- Fig. 2
- ein Flußdiagramm, anhand dessen die erste Phase eines Anziehvorgangs nach Einschalten des Drehomentschlüssels erläutert wird,
- Fig. 3
- ein Flußdiagramm für die Bestimmung des Auslenkwinkels und
- Fig. 4
- über dem Drehmoment aufgetragen den Drehwinkel bzw. Auslenkwinkel.
- Fig. 1
- a representation of the torque wrench according to the invention and its essential components,
- Fig. 2
- FIG. 2 shows a flowchart which is used to explain the first phase of a tightening process after the torque wrench has been switched on,
- Fig. 3
- a flow chart for the determination of the deflection angle and
- Fig. 4
- plotted against the torque the angle of rotation or deflection.
Fig. 1 zeigt die wesentlichen Komponenten eines Drehmomentschlüssels
1 nach der Erfindung. Zum Anziehen einer
Schraube, einer Mutter oder dergleichen um eine Drehachse
2 weist er ein Einsteckwerkzeug 3 auf, was an dem
Drehmomentschlüssel 1 über eine übliche Steckaufnahme
gehalten ist.Fig. 1 shows the essential components of a
Gehalten an einem Handgriff 4 wird der Drehmomentschlüssel
1 um die Drehachse 2 über einen Winkelbereich α
geführt. Mit Bezug auf das Anziehen beispielsweise
einer Schraube wird hier ein im Uhrzeigersinn zählender
Drehwinkel α und ein in dieser Richtung aufgebrachtes
Drehmoment positiv gezählt. Es versteht sich, daß die
Zählrichtung beispielsweise für Schrauben mit Linksgewinde
umkehrbar ist. Entsprechend zählt auch die Winkelgeschwindigkeit
α ˙ und die Winkelbeschleunigung im
Uhrzeigersinn positiv.Held on a
Der Drehmomentschlüssel 1 weist eine elektronische
Auswertevorrichtung 5 für die Auswertung von von Sensoren
gelieferten Meßwerten zur Erfassung bzw. Berechnung
des Drehmoments M und des Drehwinkels α auf. Ein Tastenfeld
6 dient der Programmierung beispielsweise eines
Mikroprozessors der Auswertevorrichtung und insbesondere
der Eingabe von Grenzwerten bezüglich des Dreh oder
Auslenkwinkels β bzw. des Drehmoments M. Das Erreichen
bzw. Überschreiten solcher Grenzwerte wird durch eine
LED-Zeile 7 angezeigt. Endwerte des Drehmoments M bzw.
des Dreh- oder Auslenkwinkels α,β werden auf einem
LCD-Display 8 wiedergegeben.The
Messung und Auswertung des Drehmoments M erfolgt nach bekannten Verfahren.The torque M is measured and evaluated after known methods.
Für die Erfassung des Drehwinkels α und Bestimmung des
Auslenkwinkels β ist bei dem Drehmomentschlüssel 1 nach
der Erfindung ein Beschleunigungssensor 9 zur Erfassung
der Drehwinkelbeschleunigung
Über eine Steckverbindung 10 kann der Drehmomentschlüssel
1 über eine übliche Schnittstelle beispielsweise
mit einem Computer 11 und/oder einem Drucker 12 zur
Protokollierung der Messungen angeschlossen sein.The torque wrench can be connected via a
Anhand der Flußdiagramme gemäß den Fig. 2 und 3 wird
nachfolgend die Auswertung der Meßwerte durch die Auswertevorrichtung
5 näher erläutert. Nach dem Schritt 15
des Einschaltens wird im Schritt 16 durch die Auswertevorrichtung
5 ein Selbstest und ein Nullabgleich automatisch
durchgeführt. Daran anschließend ist gegebenenfalls
eine Kalibrierung des Drehmomentschlüssels 1
vorzusehen. Neben der bekannten Kalibrierung der Momenten-Meßvorrichtung
ist hier eine gesonderte Kalibrierung
für die Drehwinkelmessung vorzunehmen. Dies kann
beispielsweise dadurch erfolgen, daß der Drehmomentschlüssel
1 angesetzt wird und der Speicher für den
Drehwinkel manuell auf den Wert Null gesetzt wird.
Anschließend wird der Drehmomentschlüssel 1 um seine
Drehachse 2 über einen definierten Winkelbereich
geschwenkt, welcher dann auch von der Auswerteeinrichtung
anzuzeigen ist.Using the flow diagrams according to FIGS. 2 and 3
subsequently the evaluation of the measured values by the
Nach dem Schritt 16, welcher gegebenenfalls auch übersprungen
werden kann, erfolgt im Schritt 17 das Setzen
der Parameter für den Meßvorgang. Unabhängig von der
Reihenfolge sind dies zunächst das Start-Drehmoment
Ms. Es kann das Start-Drehmoment Ms selbstverständlich
auch gleich Null gesetzt werden, womit dann Drehwinkel
α und Auslenkwinkel β zusammenfallen. Üblicherweise
wird hier jedoch ein Start-Drehmoment Ms größer Null
gewählt, welches durch den Anwendungsfall vorgegeben
wird. Weiter sind ein unterer und ein oberer Grenzwert
für das Drehmoment als Min- und Maximalwerte Mmin, Mmax
zu setzen, welche den Drehmomentbereich definieren, in
welchem bei Anzug einer Schraube oder dergleichen der
erreichte Endwert des Drehmoments als in Ordnung zu
befinden ist.After
In gleicher Weise sind Min- und Maximalwerte βmin, βmax vorzugeben, in welchem Winkelbereich der Auslenkwinkel, zu zählen beginnend mit Erreichen des Start-Drehmomentes Ms, zu Ende der Messung zu liegen hat.In the same way, minimum and maximum values β min , β max are to be specified in which angular range the deflection angle, counting starting with the starting torque M s , has to be at the end of the measurement.
Zu dieser Sollwert-Vorgabe gehört gleichfalls die Wahl
der Messung selbst. Durch beispielsweise Abschalten der
einen oder anderen Meßvorrichtung kann ein Messen des
Drehmoments M oder die Messung der Winkelbeschleunigung
Nach dem Setzen der Parameter im Schritt 17 wird dann
nach Ansetzen des Drehmomentsschlüssels beispielsweise
manuell oder durch einen der Sensoren gesteuert mit der
Messung des Drehmoments M und der Winkelbeschleunigung
gung
Auch das Ergebnis der Beschleunigungsmessung
Wird in Schritt 21 festgestellt, daß eine Schwenkbewegung
des Drehmomentschlüssels 1 in Anzugsrichtung vorliegt,
d. h. hier, daß die Winkelgeschwindigkeit α ˙ größer
als Null ist, erfolgt die zweifache Integration der
Winkelbeschleunigung
Wird im Schritt 20 das Überschreiten des Start-Drehmoments
Ms festgestellt, beginnt die Bestimmung des Auslenkwinkels
β, vergl. auch Fig. 4. Auch hier bieten
sich alternative Verfahren an. So kann, wie hier bevorzugt,
der aktuelle numerische Wert von α, d.h. der bis
zu diesem Zeitpunkt überstrichene Drehwinkel, im
Schritt 23 auf Null gesetzt werden. Da die Beschleunigungsmessung
kontinuierlich fortgeführt wird, kann auf
abgespeicherte Zwischenwerte beispielsweise weiter
zurückgegriffen und aus der Beschleunigungsmessung
weiterhin durch Integration der Auslenkwinkel β bestimmt
werden. Alternativ wäre es möglich, den bei
Überschreiten des Start-Drehmoments Ms vorliegenden
Wert von α abzuspeichern und von dem Endwert der Drehwinkelmessung
dann abzuziehen, um den Auslenkwinkel β
zu bestimmen.If the starting torque M s is determined to be exceeded in
Es wird an dieser Stelle gleichfalls deutlich, daß die
Beschleunigungsmessung mit der Drehmomentmessung bei
der beschriebenen Ausführungsform beginnen muß. Würde
die Beschleunigungsmessung
Ziel des mittels eines Drehmomentschlüssels 1 nach der
Erfindung vorgenommenen Anzuges einer Schraube oder
dergleichen ist es, daß das Drehmoment zwischen vorgegebenen
Grenzwerten Mmin, Mmax bzw. der Auslenkwinkel
zwischen Grenzwerten βmin, βmax letzlich nach Anzug
der Schraube zu liegen kommen. Dies wird im weiteren
anhand des Ablaufplanes nach Fig. 3 erläutert. Nach
Überschreiten des Start-Drehmomentes Ms wird sowohl die
Drehmomentenmessung 18 wie auch die Beschleunigungsmessung
19 unverändert weiter durchgeführt. Die Auswertung
der Beschleunigungsmessung
In einem Schritt 30 erfolgt dann eine Abfrage, ob die
aktuellen Werte des Drehmoments M bzw. des Auslenkwinkels
β in den vorgegebenen Grenzbereichen gemäß Fig. 4
liegen. Ist dies, wie zunächst durch zu kleine Werte
für das Drehmoment M und den Auslenkwinkel β nicht
gegeben, erfolgt im Schritt 31 die Abfrage, ob die
oberen Grenzwerte Mmax, βmax von den aktuellen Werten
überschritten wurden. Liegen die aktuellen Werte M, β
noch unterhalb des vorgegebenen Endbereiches, so ist
dies naturgemäß nicht der Fall und die Drehmomentenmessung
M und Beschleunigungsmessung
Wird im Schritt 30 festgestellt, daß ein aktueller
Meßwert M, β in dem angegebenen Intervall der unteren
und oberen Grenzwerte liegt, so wird im Schritt 32 eine
Signalauslösung beispielsweise der LED-Zeile 7 dahingehend
vorgenommen, daß ein Meßergebnis in dem gewünschten
Bereich liegt. Je nach der Verknüpfung der Abfragen
im Schritt 30 kann eine solche Signalauslösung für
jeden Schritt einzeln vorgenommen oder kann eine solche
Signalauslösung auch nur dann erfolgen, wenn beide
Kriterien erfüllt sind. Diese letzte Signalauslösung
zeigt dem Benutzer an, daß der Anziehvorgang erfolgreich
beendet ist. Bei einer getrennten Anzeige wird
dem Benutzer signalisiert, daß er am Ende des Anzugvorganges
mit erhöhter Aufmerksamkeit auch das Erreichen
des anderen Kriteriums zu beachten hat. Nach wie vor
wird dann aber auch die Drehmomentenmessung M sowie die
Beschleunigungsmessung
Wird durch die Signalauslösung das korrekte Ende des
Anzugvorganges signalisiert, wird der Benutzer in der
Regel den Drehmomentschlüssel 1 entlasten. Demnach wird
das Drehmoment M, die Winkelbeschleunigung
Entsprechend dem Schritt 33 wird in einem Schritt 36
festgestellt, ob der Anzugvorgang beendet ist und es
kommt dann entsprechend zu einer Endwertanzeige 37
"fehlerhaft" oder wird der Meßvorgang nach wie vor
fortgesetzt.According to step 33, in a
Claims (9)
- Torque wrench with an electronic evaluation device for measured values of sensors for detecting the torque and an angle of rotation, wherein a sensor is designed as an acceleration sensor (9) for detecting the acceleration of the angle of rotation , whose measured values are twice integrated in time by the evaluation device (5) for determining the angle of rotation (α), characterised in that the evaluation device (5) is preprogrammable with a starting torque (Ms) and defines an angle of deflection (β) from the moment of reaching the starting torque (Ms).
- Torque wrench according to claim 1, characterised in that the acceleration sensor (9) is arranged at a precise distance (s) from the axis of rotation (2) in the torque wrench (1) and the axis of rotation (2) serves as a virtual fixed point for the acceleration sensor (9).
- Torque wrench according to any of the preceding claims, characterised in that the evaluation device (5) is preprogrammable with lower and upper limit values for the torque (Mmin, Mmax) and an angle of deflection (βmin/βmax) and in that the evaluation device indicates actual values (M, β) located between the limit values.
- Torque wrench according to any of the preceding claims, characterised in that the evaluation device (5) indicates that the lower limit value of torque (Mmin) and/or angle of deflection (βmin) has been exceeded.
- Torque wrench according to claim 4 or 5, characterised in that the evaluation device (5) indicates that the upper limit value of torque (Mmax) and/or angle of deflection (βmax) has been exceeded.
- Torque wrench according to any of claims 4 to 6, characterised in that indication is effected by means of at least one light-emitting diode (7).
- Torque wrench according to any of the preceding claims, characterised in that evaluation of the measured values is effected in analogue form.
- Torque wrench according to any of the preceding claims, characterised in that evaluation of the measured values is effected in digital form.
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