EP1038638B1 - Drehmomentschlüssel - Google Patents

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Publication number
EP1038638B1
EP1038638B1 EP00105397A EP00105397A EP1038638B1 EP 1038638 B1 EP1038638 B1 EP 1038638B1 EP 00105397 A EP00105397 A EP 00105397A EP 00105397 A EP00105397 A EP 00105397A EP 1038638 B1 EP1038638 B1 EP 1038638B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
torque
signal
workpiece
wrench
torque wrench
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP00105397A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1038638A1 (de
Inventor
Raimund Wilhelm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Publication of EP1038638A1 publication Critical patent/EP1038638A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1038638B1 publication Critical patent/EP1038638B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • B25B23/142—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers
    • B25B23/1422—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers torque indicators or adjustable torque limiters
    • B25B23/1425—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers torque indicators or adjustable torque limiters by electrical means

Definitions

  • the invention relates to a torque wrench for testing a torque in a screwing process on a workpiece and a method for Testing a torque as set out in the respective claims 1 and 8 are described.
  • DE - A - 3 327 964 discloses a method for identifying Connection screws according to type and / or tightening instructions.
  • the Screw heads of the connecting screws used with characteristic Provide features which, for example, the category of the screw and / or characterize their limit tightening torque with the associated angle of rotation.
  • This characteristic features can be scanned by a reading device, which is attached to a torque wrench, for example. So it happens an identification of the connecting screws used, but not one machining workpiece in which such connecting screws are to be screwed in.
  • EP - A - 0 266 578 discloses a control and monitoring arrangement for Tools. It becomes an intelligent tool, for example a Torque wrench described, which one attached to it Has detection device. Towards such an intelligent torque wrench brought into a predefined spatial area of an assembly point of the workpiece, so the detection device generates a corresponding signal which the Torque wrench to a control unit connected to it by a cable forwards. A large number of setpoints and / or are in the control unit Tolerance limits saved for various assembly tasks. That when entering Detection signal generated in the area of the assembly site, which for Control unit is transferred, there leads to the selection of at least one for the relevant setpoint and / or the associated assembly task Tolerance limit.
  • the torque sensor is a strain gauge sensor, preferably in the form a strain gauge bridge, which is based on an initiated torque Torque wrench reacting by bending is arranged.
  • the torque rod is thus as a bending rod designed. Due to the bending of the torque rod, the geometry changes the strain gauges, which result in a change in resistance Has. Any such change in resistance can advantageously be carried out by means of the Control device uniquely initiated the size of the corresponding Torque can be assigned.
  • a locking device is arranged at the end of the torque rod, which unlocks the torque rod when it receives an unlock signal from the control device receives.
  • the torque wrench comprises a signal output device for outputting the screw control signal and the identification signal to one of the torque wrenches spatially Separately provided signal receiving device with the control device is in signal connection and is preferably a non-contact electromagnetic Signal transmission designed.
  • the torque signal the reference torque signal and the tightening control signal electrical, magnetic or electromagnetic signals and the control device is a microprocessor computer.
  • the control device is also an exclusively mechanical one Processing and comparison of the torques and output of the signals possible, but will be advantageous for reasons of cost and functionality electrical or electronic components used.
  • the signal output device an electromagnetic transmitter.
  • This can be, for example act as a radio transmitter operating in a generally approved Frequency band (e.g. at 27MHz, 433MHz) the signals to an external receiving device sends. This has the advantage that no disturbing electrical Cables for external signal transmission are necessary.
  • the workpiece identification device a code reader, in particular a bar or bar code reader.
  • the workpiece identification device can be a pattern recognition device be the predetermined graphic pattern in one-to-one Way can assign a workpiece.
  • the locking device comprises a ferromagnetic enclosed by a magnetic coil Locking bolt, which is in a locking recess in the torque rod can be inserted to lock them, and by applying a current the magnetic coil can be taken out of this. This makes it possible advantageously, a kink key function of the torque wrench in easy to combine with different reference torques.
  • the torque wrench comprises a control signal receiving device which is connected to the control device in Signal connection is established and to receive control signals from an external Control device is designed, preferably by non-contact electromagnetic Transmission.
  • a control signal receiving device which is connected to the control device in Signal connection is established and to receive control signals from an external Control device is designed, preferably by non-contact electromagnetic Transmission.
  • the screw connection control signal contains all necessary essentials Data of a torque test of a screw connection and thus enables advantageously a fail-safe and reliable test of tightening torques complex workpieces.
  • the screw control signal contains the torque test result, i.e. the result of whether the reference torque was achieved.
  • the invention comprises Proceed the next step of the output of the screw connection control signal to a receiving device, preferably by a non-contact electromagnetic transmission.
  • step (b) the identification signal to a receiving device issued, preferably by a non-contact electromagnetic Transmission.
  • a receiving device issued, preferably by a non-contact electromagnetic Transmission.
  • the Reference torque signal depending on the generated identification signal if necessary after reconfirmation by the receiving facility, established. This advantageously enables the identified workpiece automatically assign the corresponding reference torque, preferably without the user having to use test and parameter lists got to.
  • the torque wrench 10 includes a housing body 12 which has an integrally formed handle 14 at its rear end. In the area of the handle 14 is a battery recess in the housing body 12 Inclusion of a battery 16 provided in the longitudinal direction of the rear end can be inserted into the housing body 12. The battery recess is closed by a battery cover 18 on a rear End face 17 of the housing body 12 is attached.
  • a torque rod bushing 20 provided in the housing body 12 through which a torque rod 22nd is partially inserted into a torque rod recess 24.
  • a tool holder head 25 On one extending in the longitudinal direction from the housing body 12 End of the torque rod 22 is a tool holder head 25 for arrangement a screw nut is provided, which is designed as a 90 ° ratchet head.
  • the torque rod 22 has in the area of the torque rod bushing 20 has a pivot pin bore that is perpendicular to the longitudinal Axis of the torque rod 22 extends parallel to the plane of the drawing. By the pivot pin bore is inserted a pivot pin 26, the ends of which in the housing body 12 are fixed and which the torque rod 22nd swiveling.
  • a spring 32 is arranged, which is the torque rod 22 acted upon by a longitudinal spring force.
  • the size of the spring preload can be adjusted by setting the trigger torque 30 can be adjusted by a spring contact surface 34 of the triggering torque setting 30 is moved in the longitudinal direction to the compression of the Control spring 32, which is indicated by the arrow x. To do this, the Battery cover 18 and battery 17 are removed so as to access the to get the rear side of the trigger torque setting.
  • the amount of spring preload determines the reference torque of the torque wrench 10, i.e. the torque at which the key is triggered by a "kink".
  • the Triggering or kinking occurs precisely when one is caused by the reference torque predetermined buckling force in the key 10 by an in a testing screw connection initiated torque is reached.
  • the for Longitudinal axis of the torque rod 22 and normal to the plane of the drawing Buckling force acts on the rear end face 28 of the torque rod 22. Forces that are less than this predetermined buckling force, the spring 32 compensate. However, if the amount of the buckling force is reached, a jerky pivoting of the torque rod 22 in the torque rod recess 24 until an edge of the rear face 28 is the inner surface touches the torque rod recess 24. Typically is the offset of the rear face 28 about 3-4mm. This triggering the Torque wrench 10 is audible and noticeable kinking noise accompanied.
  • a workpiece identification device serving barcode reader 36 On an outer surface of the housing body 12 on the Handle 14 on the opposite side in the longitudinal direction are a workpiece identification device serving barcode reader 36, one as a signal output device serving radio transmitter 38 and serving as a control device Microprocessor computer 40 arranged side by side, one below the other and with the battery 16 are electrically connected.
  • the barcode reader 36 is oriented such that his preferred reading direction parallel to the longitudinal axis of the Torque rod 22 and the housing body 12 extends and forward in Direction of the tool holder head 25 is directed.
  • the detected solid angle of the barcode reader 36 is shown schematically by the beam.
  • a magnetic switch serving reed switch 42 arranged on the outside of the housing body 12 .
  • a Hard magnet 44 attached on the torque rod 22 so that it is opposite the reed switch facing, i.e. lies on a line from the longitudinal axis of the torque rod runs to the reed switch 42.
  • the reed switch 42 is connected to the Microprocessor computer electrically connected.
  • the worker or user reads one using the barcode reader 36 Barcode of a workpiece (not shown).
  • the barcode can, for example include the serial or part number of the workpiece.
  • the so won Identification signal of the workpiece to be tested is subsequently called electronic signal passed to the microprocessor computer 40 to be there possibly to be processed.
  • the possibly further processed identification signal then becomes the Radio transmitter 38 transmit electrically, which then this to a not shown Signal receiving device provided separately from the torque wrench sends as an electromagnetic signal without contact.
  • the signal receiving device is in signal connection with an external control device (not shown) that the Identification signal evaluates and stores. Is the sent identification signal with a predetermined one stored in the external control device Signal, is the torque wrench used by the user 10 suitable for predetermined screw connections of the identified To check the workpiece. In this case the torque test is released, the user through an acoustic and / or optical signal is shown.
  • the display can be done by a display device (not shown) take place, which is connected to the external control device.
  • the acoustic and / or optical release signal can also be given by a provided device (not shown) (for example an LED and an acoustic buzzer) in the torque wrench.
  • the radio transmitter 38 must also have a radio receiver (control signal receiving device, not shown) to include a bidirectional non-contact Data transmission between the torque wrench 10 and the external Allow signal receiving device.
  • the external control device sends a corresponding release signal to trigger the release Radio receiver of the torque wrench. This signal is sent to the microprocessor computer 40 forwarded, which then the (not shown) release indicator of the torque wrench.
  • the user After approval, the user begins checking the tightening torque the first predetermined screw connection of the workpiece usual use of the torque wrench 10. If the predetermined Reference torque is reached, the torque wrench "kinks", i.e. the Torque bar or buckling bar experiences a jerky swiveling as described above. This pivoting has the consequence that the hard magnet 44 is offset relative to the reed switch 42, with which this is actuated. The reed switch 42 thus functions together with the hard magnet 44 as Torque sensor and delivers a torque signal to the microprocessor computer 40 is transmitted electrically.
  • the external control device can be a corresponding Output warning or error signal and possibly in addition to rework prompt. Because the result of each tightening operation is automatic in this way is logged and checked for each workpiece to be checked, a high Failure safety achieved. Not all of the predetermined test procedures are successful completed, the workpiece is not released.
  • FIG 2 is a schematic side sectional view of a particular one preferred embodiment of the torque wrench according to the invention. Compared to the torque wrench shown in Figure 1 carry the same or similar features have the same reference numerals and will not be used in the following described again.
  • a locking body 52 attached with a locking recess 54 such that the Longitudinal axis of the torque rod 28 with the central axis of the circular cylindrical locking recess 54 coincides.
  • a circular cylindrical locking bolt 56 In the locking recess 54 is a circular cylindrical locking bolt 56, the Outer diameter approximately the inner diameter of the locking recess 54 corresponds, insertable.
  • the central axis of the locking bolt 56 also coincides the longitudinal axis of the torque rod 22 together when there is no torque is initiated.
  • the locking bolt 56 is preferably ferromagnetic.
  • a section of the locking bolt facing away from the locking body 52 56 is surrounded by a magnetic coil 58, which has an inner diameter has, which corresponds approximately to the outer diameter of the locking bolt 56.
  • the magnet coil 58 is arranged in the housing body 12 in such a way that its longitudinal axis with the longitudinal axes of the locking bolt 56 and the torque rod 22 coincides if no torque is introduced becomes.
  • a return spring 60 is between the rear face of the locking bolt 56 and a spring contact wall 62 of the magnetic coil 58 in this way arranged that they have a longitudinal restoring force on the locking bolt 56 exercises in the direction of the locking recess 54.
  • the locking body 52, locking bolt 56, solenoid 58, return spring 60 and Spring contact wall 62 together form a locking device 64, the Operation will be described later.
  • strain gauges 66 attached such that an operational bend the Torque rod 22 by a introduced into the torque wrench 50 Torque to change the electrical resistance of the strain gauges 66 leads. Secondary influences, especially temperature influences, to be able to rule out the resistance of the strain gauges 66 these are electrically connected in a bridge circuit.
  • the exit of the strain gauge bridge 66 is electrically connected to the Microprocessor computer 40 connected. There is one in the microprocessor computer 40 Calibration function stored, by means of which measured strain gauge resistances uniquely the sizes of in the torque wrench 50 initiated torques can be assigned.
  • torque wrench 10 is received. After this Transmission of the identification signal by the as a signal output device functioning radio transmitter 38 to the external signal receiving device and the The external control device sends further processing in the external control device Control signals to the torque wrench 50 when testing is released. These control signals are used by the control signal receiving device serving radio receiver 68 receive and include a Tripping torque setting signal, which is used to set the reference torque serves. The release signal to the torque wrench is also preferred transfer.
  • the received control signals are sent to the microprocessor computer 40 as electrical signals forwarded.
  • the user After the user receives the release signal has perceived, for example, by lighting up a not shown LED on the outside of the housing body 12, it sets the torque wrench 50 to the screw connection of the workpiece to be tested and starts by checking the tightening torque. This in the key initiated torque leads to a bending of the torque rod 22, which is detected by the strain gauge bridge 66. As described above, the microprocessor can unequivocally detect such a bend Assign torque.
  • the torque signal obtained in this way is combined with the reference torque signal compared that from the previously received trigger torque setting signal was obtained. If the torque signal is equal to or greater than this reference torque signal, the torque rod 22 is triggered by the locking device 64 by outputting an unlocking signal, whereupon the torque wrench 50 "kinks".
  • the microprocessor computer 40 controls the energization of the solenoid 58 such that the locking bolt 56 is retracted longitudinally in the direction of the spring 60 to release from the locking recess 54. So that can pivot the torque rod 22 about the pivot pin 26 until the locking body 52 strikes against the inner wall of the housing body 12. The User hears this "kinking" of the torque wrench 50 noticeably true.
  • the torque wrench 50 becomes after the locking device is triggered 64 further rotated to further increase the tightening torque, see above this undesirable increase can be caused by the strain gauge bridge 66 in Connection with the microprocessor computer 40 can be determined. Do that measured torque the amount of a second reference torque, the microprocessor computer generates which is greater than the first reference torque an error signal.
  • the radio transmitter 38 Upon completion of the torque testing process of each predetermined one
  • the radio transmitter 38 sends a screw connection from the microprocessor computer 40 screw control signal generated to the external signal receiving device.
  • the screw connection control signal contains the measured Value of the tightening torque reached and possibly the error signal if the Torque test was not successfully completed.
  • the external control device saves the screw connection control signal and evaluates it and initiates rework accordingly or issues an enable signal from Screwing process.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Testing Of Balance (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehmomentschlüssel zur Prüfung eines Drehmoments bei einem Schraubvorgang an einem Werkstück sowie ein Verfahren zur Prüfung eines Drehmoments, wie sie in den jeweiligen Ansprüchen 1 und 8 beschrieben sind.
Um ein Anziehdrehmoment einer Schraubverbindung zu prüfen, werden herkömmlicherweise Drehmomentschlüssel eingesetzt. Solche Drehmomentschlüssel gestatten einerseits eine Prüfung, ob das Anziehdrehmoment gleich oder größer als ein vorbestimmtes Referenzdrehmoment ist und andererseits, sollte dies nicht der Fall sein, die Verschraubung bis zum Erreichen des Referenzdrehmoments weiter anzuziehen. Hierbei finden insbesondere sogenannte Knickschlüssel Verwendung, bei denen das eingeleitete Drehmoment durch eine Mechanik begrenzt wird und dem Benutzer gleichzeitig hör- und spürbar das Erreichen des Referenzdrehmoments angezeigt wird. Hierbei wird das Referenzdrehmoment, bei dem der Knickschlüssel auslöst, werkseitig fest eingestellt.
Werden solche herkömmlichen Drehmomentschlüssel in der Montage- oder Fertigungstechnik eingesetzt, ergeben sich jedoch gravierende Probleme, die in einer mangelnden Sicherheit gegenüber Fehlbedienungen sowie in einem eigeschränkten Einsatzbereich liegen. So unterstützen diese Drehmomentschlüssel den Benutzer im Vorfeld eines Drehmomentprüfvorgangs nicht, ob der Schlüssel hierfür überhaupt geeignet ist, womit der Benutzer zu einer manuellen und fehleranfälligen Kontrolle mittels einer Prüfliste gezwungen wird. Wenn eine Vielzahl von Verschraubungen zu prüfen ist, so muß der Benutzer die Prüfungsergebnisse ferner manuell protokollieren und sicherstellen, daß kein Prüfvorgang übergangen wurde. Besonders problematisch ist dies, wenn Verschraubungen mit unterschiedlichen Referenzdrehmomenten geprüft werden sollen, da hierbei zusätzlich der verwendete Drehmomentschlüssel mitprotokolliert werden muß.
DE - A - 3 327 964 offenbart ein Verfahren zum Identifizieren von Verbindungsschrauben nach Typ und/oder Anziehvorschrift. Hierzu werden die Schraubenköpfe der verwendeten Verbindungsschrauben mit kennzeichnenden Merkmalen versehen, welche beispielsweise die Kategorie der Schraube und/oder deren Grenzanziehmoment mit zugehörigem Drehwinkel charakterisieren. Diese kennzeichnenden Merkmale können durch eine Leseeinrichtung abgetastet werden, welche beispielsweise auf einem Drehmomentschlüssel angebracht ist. Somit erfolgt eine Identifikation der verwendeten Verbindungsschrauben, nicht jedoch eines zu bearbeitenden Werkstücks, in welches derartige Verbindungsschrauben einzuschrauben sind.
EP - A - 0 266 578 offenbart eine Steuerungs- und Überwachungsanordnung für Werkzeuge. Es wird ein intelligentes Werkzeug, beispielsweise ein Drehmomentschlüssel, beschrieben, welcher eine daran angebrachte Erkennungseinrichtung aufweist. Wird ein solcher intelligenter Drehmomentschlüssel in einen vordefinierten Raumbereich einer Montagestelle des Werkstücks gebracht, so erzeugt die Erkennungseinrichtung ein entsprechendes Signal, welches der Drehmomentschlüssel an eine mit ihm durch ein Kabel verbundene Kontrolleinheit weiterleitet. In der Kontrolleinheit sind eine Vielzahl von Sollwerten und/oder Toleranzgrenzen für verschiedene Montageaufgaben gespeichert. Das beim Eintritt in den Raumbereich der Montagestelle erzeugte Erkennungssignal, welches zur Kontrolleinheit übertragen wird, führt dort zur Auswahl wenigstens eines für die betreffende Montageaufgabe gewünschten Sollwertes und/oder der zugehörigen Toleranzgrenze.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Drehmomentschlüssel zur Prüfung eines Drehmoments an einem Werkstück bereitzustellen, der eine verbesserte Fehlersicherheit und einfache Bedienungseigenschaften aufweist und vorzugsweise in einfacher Weise für Drehmomentprüfungen mit unterschiedlichen Referenzdrehmomenten eingesetzt werden kann. Es ist ferner Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Verfahren zur Drehmomentprüfung anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch einen Drehmomentschlüssel sowie ein Verfahren mit den in Anspruch 1 bzw. Anspruch 8 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Erfindungsgemäß umfaßt ein Drehmomentschlüssel zur Prüfung eines Drehmoments bei einem Schraubvorgang an einem Werkstück
  • einen Drehmomentsensor zur Ausgabe eines Drehmomentsignals,
  • eine Werkstückidentifizierungseinrichtung zur Erzeugung eines Identifizierungssignals, das dem jeweiligen Werkstücken zugeordnet ist, und
  • eine Steuereinrichtung, die mit dem Drehmomentsensor und der Werkstückidentifizierungseinrichtung in Signalverbindung steht,
wobei die Steuereinrichtung zu einem Vergleich des Drehmomentsignals mit zumindest einem vorbestimmten oder vorbestimmbaren Referenzdrehmomentsignal und zu einer Erzeugung eines Verschraubungskontrollsignals auf Grundlage des Identifizierungssignal und dem Drehmomentsignalvergleich ausgelegt ist.
Der Drehmomentsensor ist ein Dehnungsmeßstreifensensor, bevorzugt in Form einer Dehnungsmeßstreifenbrücke, welcher auf einer auf ein eingeleitetes Drehmoment durch Biegung reagierenden Drehmomentstange des Drehmomentschlüssel angeordnet ist. Die Drehmomentstange ist somit als eine Biegestange ausgelegt. Durch die Verbiegung der Drehmomentstange erfolgt eine Geometrieänderung der Dehnungsmeßstreifen, welche eine Widerstandsänderung zur Folge hat. Vorteilhafterweise kann jeder solchen Widerstandsänderung mittels der Steuereinrichtung in eindeutiger Weise die Größe des entsprechenden eingeleiteten Drehmoments zugeordnet werden.
An einem einer Werkzeugaufnahme des Drehmomentschlüssels gegenüberliegenden Ende der Drehmomentstange ist eine Verriegelungseinrichtung angeordnet, welche die Drehmomentstange entriegelt, wenn sie ein Entriegelungssignal von der Steuereinrichtung empfängt. Dies gestattet es, mit einem einzigen Drehmomentschlüssel in einfacher Weise Schraubverbindungen mit unterschiedlichen zugeordneten Referenzdrehmomenten zu prüfen, ohne eine aufwendige mechanische Neueinstellung einer Auslösemomenteinstellung vornehmen zu müssen.
Hierdurch wird vorteilhafterweise eine hohe Fehler- und Betriebssicherheit bei der Prüfung von Anziehdrehmomenten von Schraubverbindungen erreicht und gleichzeitig die Voraussetzungen für eine einfache, automatisierte Protokollierung der Prüfergebnisse geschaffen. So beinhaltet das Verschraubungskontrollsignal vorteilhafterweise das Ergebnis des Drehmomentprüfvorgangs, d.h. das Ergebnis, ob das Referenzdrehmoment erreicht wurde, wobei gleichzeitig das geprüfte Werkstück, z.B. dessen Serien- oder Teilenummer, identifizierbar ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Drehmomentschlüssel eine Signalausgabeeinrichtung zur Ausgabe des Verschraubungskontrollsignals und des Identifizierungssignals an eine von dem Drehmomentschlüssel räumlich getrennt bereitgestellte Signalempfangseinrichtung, die mit der Steuereinrichtung in Signalverbindung steht und ist vorzugsweise zu einer berührungsfreien elektromagnetischen Signalübertragung ausgelegt. Dies ermöglicht es, vorteilhafterweise das Ergebnis jedes einzelnen Drehmomentprüfvorgangs des Werkstücks an die externe Signalempfangseinrichtung per Funk zu übertragen und erlaubt so eine besonders einfache und fehlersichere Überwachung und Protokollierung der Prüfvorgänge mit dem Drehmomentschlüssel.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind das Drehmomentsignal, das Referenzdrehmomentsignal und das Verschraubungskontrollsignal elektrische, magnetische oder elektromagnetische Signale und die Steuereinrichtung ist ein Mikroprozessorrechner. Zwar ist auch eine ausschließlich mechanische Verarbeitung und Vergleich der Drehmomente sowie Ausgabe der Signale möglich, jedoch werden vorteilhafterweise aus Kosten- und Funktionalitätsgründen elektrische bzw. elektronische Bauteile eingesetzt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Signalausgabeeinrichtung eine elektromagnetische Sendeeinrichtung. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen Funksender handeln, der in einem allgemein freigegebenen Frequenzband (z.B. bei 27MHz, 433MHz) die Signale an eine externe Empfangseinrichtung sendet. Dies hat den Vorteil, daß keine störenden elektrischen Leitungen zur externen Signalübertragung notwendig sind.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Werkstückidentifizierungseinrichtung ein Codeleser, insbesondere ein Strich- bzw. Barcodeleser. Insbesondere kann die Werkstückidentifizierungseinrichtung eine Mustererkennungseinrichtung sein, die vorbestimmte graphische Muster in eineindeutiger Weise einem Werkstück zuordnen kann. Es ist jedoch auch möglich, elektronische Transpondersysteme einzusetzen, bevorzugt solche, die berührungsfrei elektromagnetisch ausgelesen werden können. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Verriegelungseinrichtung einen von einer Magnetspule umschlossenen ferromagnetischen Verriegelungsbolzen, welcher in eine Verriegelungsausnehmung in der Drehmomentstange zu deren Verriegelung einführbar ist, und mittels einer Strombeaufschlagung der Magnetspule aus dieser herausführbar ist. Dies ermöglicht es vorteilhafterweise, eine Knickschlüsselfunktion des Drehmomentschlüssels in einfacher Weise mit unterschiedlichen Referenzdrehmomenten zu kombinieren.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Drehmomentschlüssel eine Steuersignalempfangseinrichtung, die mit der Steuereinrichtung in Signalverbindung steht und zu einem Empfang von Steuersignalen einer externen Steuervorrichtung ausgelegt ist, vorzugsweise durch berührungsfreie elektromagnetische Übertragung. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine bidirektionale Signalübertragung zwischen dem Drehmomentschlüssel und der externen Steuervorrichtung, wodurch der Drehmomentschlüssel effizienter und flexibler einsetzbar ist. Insbesondere können die Steuersignale der externen Steuervorrichtung abhängig von dem Identifizierungssignal sein und beispielsweise ein für das Werkstück individuell angepaßtes Referenzdrehmomentsignal enthalten.
Gemäß der Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Prüfung eines Drehmoments bei einem Schraubvorgang an einem Werkstück unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Drehmomentschlüssels, die folgenden Schritten in dieser Reihenfolge:
  • (a) Detektieren eines Werkstücks bzw. einer Werkstückkennzeichnung, insbesondere eines entsprechenden Codes, vorzugsweise eines Barcodes;
  • (b) Erzeugen eines dem Werkstück entsprechenden Identifizierungssignals;
  • (c) Prüfen des Drehmoments der Verschraubung des Werkstücks und Erzeugen eines entsprechenden Drehmomentsignals;
  • (d) Vergleichen des Drehmomentsignals mit einem vorbestimmten oder vorbestimmbaren Referenzdrehmomentsignal;
  • (e) Erzeugen eines Verschraubungskontrollsignals auf Grundlage des Identifizierungssignals und des Drehmomentsignalvergleichs.
    • Das Verschraubungskontrollsignal beinhaltet alle notwendigen wesentlichen Daten einer Drehmomentprüfung einer Verschraubung und ermöglicht somit vorteilhafterweise eine fehler- und betriebssichere Prüfung von Anziehdrehmomenten komplexer Werkstücke. Insbesondere beinhaltet das Verschraubungskontrollsignal das Drehmomentprüfungsergebnis, d.h. das Ergebnis, ob das Referenzdrehmoment erreicht wurde.
    Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren den nachfolgenden Schritt der Ausgabe des Verschraubungskontrollsignals an eine Empfangseinrichtung, vorzugsweise durch eine berührungsfreie elektromagnetische Übertragung. Hierdurch ist eine einfache Überwachung und Protokollierung der Drehmomentprüfungsvorgänge durch eine externe Überwachungs- und Steuervorrichtung möglich, was zu einer weiteren Erhöhung der Fehler- und Betriebssicherheit führt.
    Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird unmittelbar nach dem Schritt (b) das Identifizierungssignal an eine Emfangseinrichtung ausgegeben, vorzugsweise durch eine berührungsfreie elektromagnetische Übertragung. Hierdurch kann, bevor der eigentliche Drehmomentprüfschritt gestartet wird, vorteilhafterweise eine Vorabprüfung durchgeführt werden, ob dieses Werkstück überhaupt geprüft werden soll und welche Prüfparameter zu beachten sind.
    Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Referenzdrehmomentsignal abhängig von dem erzeugten Identifizierungssignal, gegebenenfalls nach einer Rückbestätigung durch die Empfangseinrichtung, festgelegt. Dies ermöglicht es vorteilhafterweise dem identifizierten Werkstück in automatischer Weise das entsprechende Referenzdrehmoment zuzuordnen, bevorzugt ohne daß der Benutzer hierzu auf Prüf- und Parameterlisten zurückgreifen muß.
    Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand bevorzugter Ausführungsformen mit begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
    Figur 1
    eine schematische Schnittansicht eines Drehmomentschlüssels, welcher nicht von den beigerfügten Ansprüchen erfaßt wird; und
    Figur 2
    eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drehmomentschlüssels.
    In einer vereinfachten, schematischen seitlichen Schnittansicht ist in Figur 1 ein Drehmomentschlüsse dargestellt, welcher nicht von den beigerfügten Ansprüchen erfaßt wird. Der Drehmomentschlüssel 10 umfaßt einen Gehäusekörper 12, der an seinem hinteren Ende einen integral gebildeten Handgriff 14 aufweist. Im Bereich des Handgriffs 14 ist in dem Gehäusekörper 12 eine Batterieausnehmung zur Aufnahme einer Batterie 16 vorgesehen, die in longitudinaler Richtung von dem hinteren Ende in den Gehäusekörper 12 eingeführt werden kann. Die Batterieausnehmung ist durch einen Batteriedeckel 18 verschlossen, der an einer hinteren Stirnfläche 17 des Gehäusekörpers 12 befestigt ist.
    An einem der hinteren Stirnfläche 17 in longitudinaler Richtung des Gehäusekörpers 12 gegenüberliegenden Ende ist eine Drehmomentstangendurchführung 20 in dem Gehäusekörper 12 vorgesehen, durch die eine Drehmomentstange 22 teilweise in eine Drehmomentstangenausnehmung 24 eingeführt ist. An einem sich in longitudinaler Richtung von dem Gehäusekörper 12 wegerstreckenden Ende der Drehmomentstange 22 ist ein Werkzeugaufnahmekopf 25 zum Anordnen einer Schraubnuß bereitgestellt, der als 90°-Ratschenkopf ausgeführt ist. Die Drehmomentstange 22 weist im Bereich der Drehmomentstangendurchführung 20 eine Schwenkstiftbohrung auf, die sich senkrecht zu der longitudinalen Achse der Drehmomentstange 22 parallel zur Zeichenebene erstreckt. Durch die Schwenkstiftbohrung ist ein Schwenkstift 26 eingeführt, dessen Enden in dem Gehäusekörper 12 festgelegt sind und welcher die Drehmomentstange 22 schwenkbar lagert.
    Zwischen einer hinteren Stirnfläche 28 der Drehmomentstange 22 und einer Auslösemomenteinstellung 30 ist eine Feder 32 angeordnet, welche die Drehmomentstange 22 mit einer longitudinal gerichteten Federkraft beaufschlagt. Die Größe der Federvorspannung kann durch die Auslösemomenteinstellung 30 eingestellt werden, indem eine Federanlagefläche 34 der Auslösemomenteinstellung 30 in longitudinaler Richtung verschoben wird, um die Kompression der Feder 32 zu steuern, was durch den Pfeil x angedeutet ist. Hierzu müssen der Batteriedeckel 18 und die Batterie 17 entfernt werden, um so Zugang zu der hinteren Seite der Auslösemomenteinstellung zu erhalten. Der Betrag der Federvorspannung bestimmt das Referenzdrehmoment des Drehmomentschlüssels 10, d.h. das Drehmoment, bei dem der Schlüssel durch ein "Knicken" auslöst. Das Auslösen bzw. Knicken erfolgt genau dann, wenn eine durch das Referenzdrehmoment vorbestimmte Knickkraft im Schlüssel 10 durch ein in eine zu prüfende Schraubverbindung eingeleitetes Drehmoment erreicht wird. Die zur Längsachse der Drehmomentstange 22 und zur Zeichenebene normal gerichtet Knickkraft greift an der hinteren Stirnfläche 28 der Drehmomentstange 22 an. Kräfte, die kleiner als diese vorbestimmte Knickkraft sind, kann die Feder 32 kompensieren. Wird jedoch der Betrag der Knickkraft erreicht, so erfolgt ein ruckartiges Verschwenken der Drehmomentstange 22 in der Drehmomentstangenausnehmung 24, bis eine Kante der hinteren Stirnfläche 28 die Innenfläche der Drehmomentstangenausnehmung 24 berührt. Typischerweise beträgt der Versatz der hinteren Stirnfläche 28 etwa 3-4mm. Dieses Auslösen des Drehmomentschlüssels 10 wird von einem hör- und spürbaren Knickgeräusch begleitet.
    An einer Außenfläche des Gehäusekörpers 12 auf der dem Handgriff 14 in longitudinaler Richtung gegenüberliegenden Seite sind ein als Werkstückidentifizierungseinrichtung dienender Barcodeleser 36, eine als Signalausgabeeinrichtung dienender Funksender 38 und ein als Steuereinrichtung dienender Mikroprozessorrechner 40 nebeneinander angeordnet, die untereinander und mit der Batterie 16 elektrisch verbunden sind. Der Barcodeleser 36 ist derart ausgerichtet, daß seine bevorzugte Ausleserichtung parallel zu der Längsachse der Drehmomentstange 22 und des Gehäusekörpers 12 verläuft und nach vorne in Richtung des Werkzeugaufnahmekopfes 25 gerichtet ist. Der erfaßte Raumwinkel des Barcodelesers 36 ist schematisch durch das Strahlenbündel dargestellt.
    Ferner ist auf der Außenseite des Gehäusekörpers 12 ein als Magnetschalter dienender Reed-Schalter 42 angeordnet. Auf der Drehmomentstange 22 ist ein Hartmagnet 44 derart befestigt, daß er dem Reed-Schalter gegenüberliegend zugewandt ist, d.h. auf einer Linie liegt, die von der Drehmomentstangenlängsachse zu dem Reed-Schalter 42 verläuft. Der Reed-Schalter 42 ist mit dem Mikroprozessorrechner elektrisch verbunden.
    Nachfolgend wird die Funktions- und Betriebsweise dieses Drehmomentschlüssels beschrieben:
    Zunächst liest der Werker bzw. Benutzer mittels des Barcodelesers 36 einen Barcode eines (nicht dargestellten) Werkstücks ein. Der Barcode kann beispielsweise die Serien- oder Teilenummer des Werkstücks beinhalten. Das so gewonnene Identifizierungssignal des zu prüfenden Werkstücks wird nachfolgend als elektronisches Signal zu dem Mikroprozessorrechner 40 weitergeleitet, um dort eventuell aufbereitet zu werden.
    Anschließend wird das eventuell weiterverarbeitete Identifizierungssignal zu dem Funksender 38 elektrisch übertragen, der dieses dann an eine nicht dargestellte räumlich von dem Drehmomentschlüssel getrennt bereitgestellte Signalempfangseinrichtung als elektromagnetisches Signal berührungsfrei sendet. Als Sendefrequenzen kommen insbesondere die frei zugänglichen Frequenzbereiche bei 27MHz und 433MHz in Betracht. Die Signalempfangseinrichtung steht in Signalverbindung mit einer (nicht dargestellten) externen Steuervorrichtung, die das Identifizierungssignal auswertet und speichert. Stimmt das gesendete Identifizierungssignal mit einem vorbestimmten in der externen Steuervorrichtung gespeicherten Signal überein, so ist der vom Benutzer verwendete Drehmomentschlüssel 10 geeignet, um vorbestimmte Schraubverbindungen des identifizierten Werkstücks zu prüfen. In diesem Fall erfolgt die Freigabe der Drehmomentprüfung, die dem Benutzer durch ein akustisches und/oder optisches Signal angezeigt wird. Die Anzeige kann hierbei durch eine (nicht dargestellte) Anzeigevorrichtung erfolgen, die mit der externen Steuervorrichtung verbunden ist.
    Alternativ kann das akustische und/oder optische Freigabesignal auch durch eine dafür vorgesehene (nicht dargestellte) Einrichtung (beispielsweise eine LED und ein akustischer Summer) in dem Drehmomentschlüssel erfolgen. In diesem Fall muß der Funksender 38 zusätzlich einen Funkempfänger (Steuersignalempfangseinrichtung, nicht dargestellt) beinhalten, um so eine bidirektionale berührungsfreie Datenübertragung zwischen dem Drehmomentschlüssel 10 und der externen Signalempfangseinrichtung zu gestatten. Die externe Steuervorrichtung sendet zur Auslösung der Freigabe ein entsprechendes Freigabesignal an den Funkempfänger des Drehmomentschlüssels. Dieses Signal wird an den Mikroprozessorrechner 40 weitergeleitet, welcher dann die (nicht dargestellte) Freigabeanzeigeeinrichtung des Drehmomentschlüssels auslöst.
    Nach erfolgter Freigabe beginnt der Benutzer mit der Prüfung des Anziehdrehmoments der ersten vorbestimmten Schraubverbindung des Werkstücks unter üblicher Verwendung des Drehmomentschlüssels 10. Wenn das vorbestimmte Referenzdrehmoment erreicht wird, "knickt" der Drehmomentschlüssel, d.h. die Drehmomentstange bzw. Knickstange erfährt eine ruckartige Verschwenkung wie oben beschrieben. Diese Verschwenkung hat zur Folge, daß der Hartmagnet 44 gegenüber dem Reed-Schalter 42 versetzt wird, womit dieser betätigt wird. Der Reed-Schalter 42 fungiert gemeinsam mit dem Hartmagneten 44 somit als Drehmomentsensor und liefert ein Drehmomentsignal, das an den Mikroprozessorrechner 40 elektrisch übertragen wird.
    Wird von dem Mikroprozessorrechner 40 ein Drehmomentsignal des Reed-Schalters 42 empfangen, so wurde das vorbestimmte Referenzdrehmoment erreicht und die Schraubverbindung erfolgreich geprüft. Der Mikroprozessorrechner 40 veranlaßt daraufhin, daß der Funksender 38 ein Verschraubungskontrollsignal an die Signalempfangseinrichtung sendet. Dieses Signal wird von der externen Steuereinrichtung ausgewertet und gespeichert.
    Werden bei dem zu prüfenden Werkstück nicht alle vorbestimmten Schraubverbindungen geprüft, so kann die externe Steuervorrichtung ein entsprechendes Warn- bzw. Fehlersignal ausgeben und eventuell zusätzlich zu einer Nacharbeit auffordern. Da das Ergebnis jedes Schraubvorgangs auf diese Weise automatisch für jedes zu prüfende Werkstück protokolliert und überprüft wird, wird eine hohe Fehlersicherheit erreicht. Werden nicht alle vorbestimmten Prüfvorgänge erfolgreich abgeschlossen, so erfolgt keine Freigabe des Werkstücks.
    Figur 2 ist eine schematische seitliche Schnittansicht einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform des Drehmomentschlüssels. Gegenüber dem in Figur 1 dargestellten Drehmomentschlüssel tragen gleiche oder ähnliche Merkmale gleiche Bezugszeichen und werden im folgenden nicht nochmals beschrieben.
    An der hinteren Stirnfläche 28 der Drehmomentstange 22 ist ein Verriegelungskörper 52 mit einer Verriegelungsausnehmung 54 derart befestigt, daß die Längsachse der Drehmomentstange 28 mit der Mittelachse der kreisförmig zylindrischen Verriegelungsausnehmung 54 zusammenfällt. In die Verriegelungsausnehmung 54 ist ein kreisförmig zylindrischer Verriegelungsbolzen 56, dessen Außendurchmesser etwa dem Innendurchmesser der Verriegelungsausnehmung 54 entspricht, einführbar. Die Mittelachse des Verriegelungsbolzens 56 fällt mit der Längsachse der Drehmomentstange 22 zusammen, wenn kein Drehmoment eingeleitet wird. Der Verriegelungsbolzen 56 ist vorzugsweise ferromagnetisch.
    Ein dem Verriegelungskörper 52 abgewandter Abschnitt des Verriegelungsbolzens 56 ist von einer Magnetspule 58 umgeben, die einen Innendurchmesser aufweist, der dem Außendurchmesser des Verriegelungsbolzens 56 etwa entspricht. Die Magnetspule 58 ist derart in dem Gehäusekörper 12 angeordnet, daß seine Längsachse mit den Längsachsen des Verriegelungsbolzens 56 und der Drehmomentstange 22 zusammenfällt, falls kein Drehmoment eingeleitet wird. Eine Rückstellfeder 60 ist zwischen der hinteren Stirnfläche des Verriegelungsbolzens 56 und einer Federanlagewand 62 der Magnetspule 58 derart angeordnet, daß sie eine longitudinale Rückstellkraft auf den Verriegelungsbolzen 56 in Richtung der Verriegelungsausnehmung 54 ausübt. Der Verriegelungskörper 52, Verriegelungsbolzen 56, Magnetspule 58, Rückstellfeder 60 und Federanlagewand 62 bilden gemeinsam eine Verriegelungseinrichtung 64, deren Funktionsweise später beschrieben wird.
    Auf der Drehmomentstange 22, die als Biegestange ausgeführt ist, sind Dehnungsmeßstreifen 66 derart befestigt, daß eine betriebsmäßige Biegung der Drehmomentstange 22 durch ein in den Drehmomentschlüssel 50 eingeleitetes Drehmoment zu einer Änderung des elektrischen Widerstands der Dehnungsmeßstreifen 66 führt. Um sekundäre Einflüsse, insbesondere Temperatureinflüsse, auf den Widerstand der Dehnungsmeßstreifen 66 ausschließen zu können, sind diese in einer Brückenschaltung elektrisch verbunden. Der Ausgang der Dehnungsmeßstreifenbrücke 66 ist über Verbindungsleitungen elektrisch mit dem Mikropozessorrechner 40 verbunden. In dem Mikropozessorrechner 40 ist eine Kalibrierungsfunktion gespeichert, mittels derer gemessene Dehnungsmeßstreifenwiderstände in eindeutiger Weise den Größen von in den Drehmomentschlüssel 50 eingeleiteten Drehmomenten zugeordnet werden können.
    Nachfolgend wird die Funktionsweise der Ausführungsform der Erfindung beschrieben, wobei nur auf die Unterschiede zu der Funktionsweise des in Figur 1 dargestellten Drehmomentschlüssels 10 eingegangen wird. Nach dem Senden des Identifizierungssignals durch den als Signalausgabeeinrichtung fungierenden Funksender 38 an die externe Signalempfangseinrichtung und der Weiterverarbeitung in der externen Steuervorrichtung sendet die externe Steuervorrichtung Steuersignale an den Drehmomentschlüssel 50, wenn die Prüfung freigegeben wird. Diese Steuersignale werden von dem als Steuersignalsempfangseinrichtung dienenden Funkempfänger 68 empfangen und beinhalten ein Auslösemomenteinstellsignal, das zur Einstellung des Referenzdrehmoments dient. Vorzugsweise wird auch das Freigabesignal an den Drehmomentschlüssel übertragen.
    Die empfangenen Steuersignale werden an den Mikroprozessorrechner 40 als elektrische Signale weitergeleitet. Nachdem der Benutzer das Freigabesignal wahrgenommen hat, beispielsweise durch das Aufleuchten einer nicht dargestellten LED an der Außenseite des Gehäusekörpers 12, setzt er den Drehmomentschlüssel 50 an die zu prüfende Schraubverbindung des Werkstücks an und beginnt mit der Prüfung des Anziehdrehmoments. Das hierdurch in den Schlüssel eingeleitete Drehmoment führt zu einer Verbiegung der Drehmomentstange 22, die von der Dehnungsmeßstreifenbrücke 66 detektiert wird. Wie oben beschrieben, kann der Mikroprozessor einer solchen Verbiegung in eindeutiger Weise ein Drehmoment zuordnen.
    Das so gewonnene Drehmomentsignal wird mit dem Referenzdrehmomentsignal verglichen, das aus dem zuvor empfangenen Auslösemomenteinstellsignal erhalten wurde. Ist das Drehmomentsignal gleich oder größer als dieses Referenzdrehmomentsignal, erfolgt eine Auslösung der Drehmomentstange 22 durch die Verriegelungseinrichtung 64 durch Ausgabe eines Entriegelungssignals, worauf hin der Drehmomentschlüssel 50 "knickt". Hierzu wird von dem Mikroprozessorrechner 40 die Bestromung der Magnetspule 58 derart gesteuert, daß der Verriegelungsbolzen 56 in Richtung der Feder 60 longitudinal zurückgezogen wird, um sich aus der Verriegelungsausnehmung 54 zu lösen. Damit kann sich die Drehmomentstange 22 um den Schwenkstift 26 schwenken, bis der Verriegelungskörper 52 an die Innenwand des Gehäusekörpers 12 anschlägt. Der Benutzer nimmt dieses "Knicken" des Drehmomentschlüssels 50 hör- und spürbar wahr.
    Wird der Drehmomentschlüssel 50 nach dem Auslösen der Verriegelungseinrichtung 64 weiter gedreht, um das Anziehdrehmoment weiter zu erhöhen, so kann diese unerwünschte Erhöhung durch die Dehnungsmeßstreifenbrücke 66 in Verbindung mit dem Mikroprozessorrechner 40 festgestellt werden. Erreicht das gemessene Drehmoment den Betrag eines zweiten Referenzdrehmoments, welches größer als das erste Referenzdrehmoment ist, so erzeugt der Mikroprozessorrechner ein Fehlersignal.
    Nach Abschluß des Drehmomentprüfvorgangs jeder einzelnen vorbestimmten Schraubverbindung sendet der Funksender 38 ein von dem Mikroprozessorrechner 40 erzeugtes Verschraubungskontrollsignal an die externe Signalempfangseinrichtung. Das Verschraubungskontrollsignal beinhaltet den gemessenen Wert des erreichten Anziehdrehmoments und eventuell das Fehlersignal, falls die Drehmomentprüfung nicht erfolgreich abgeschlossen wurde. Die externe Steuervorrichtung speichert das Verschraubungskontrollsignal und wertet dieses aus und leitet entsprechend eine Nacharbeit ein oder gibt ein Freigabesignal des Verschraubungsvorgangs aus.
    Bezugszeichenliste
    10
    Drehmomentschlüssel
    12
    Gehäusekörper
    14
    Handgriff
    16
    Batterie
    17
    hintere Stirnfläche des Gehäusekörpers
    18
    Batteriedeckel
    20
    Drehmomentstangendurchführung
    22
    Drehmomentstange
    24
    Drehmomentstangenausnehmung
    25
    Werkzeugaufnahmekopf
    26
    Schwenkstift
    28
    hintere Stirnfläche der Drehmomentstange
    30
    Auslösemomenteinstellung
    32
    Feder
    34
    Federanlagefläche der Auslösemomenteinstellung
    36
    Barcodeleser
    38
    Funksender
    40
    Mikroprozessorrechner
    42
    Reed-Schalter (Drehmomentsensor)
    44
    Hartmagnet
    50
    Drehmomentschlüssel gemäß bevorzugtes Ausführungsform der Erfindung
    52
    Verriegelungskörper
    54
    Verriegelungsausnehmung
    56
    Verriegelungsbolzen
    58
    Magnetspule
    60
    Rückstellfeder
    62
    Federanlagewand
    64
    Verriegelungseinrichtung
    66
    Dehnungsmeßstreifenbrücke (Drehmomentsensor)

    Claims (11)

    1. Drehmomentschlüssel (50) zur Prüfung eines Drehmoments bei einem Schraubvorgang an einem Werkstück mit
      einem Drehmomentsensor (66) zur Ausgabe eines Drehmomentsignals,
      einer Werkstückidentifizierungseinrichtung (36) zur Erzeugung eines Identifizierungssignals, das dem jeweiligen Werkstück zugeordnet ist, und
      einer Steuereinrichtung (40), die mit dem Drehmomentsensor (42;66) und der Werkstückidentifizierungseinrichtung (36) in Signalverbindung steht,
      wobei die Steuereinrichtung (40) zu einem Vergleich des Drehmomentsignals mit zumindest einem vorbestimmten oder vorbestimmbaren Referenzdrehmomentsignal und zu einer Erzeugung eines Verschraubungskontrollsignals auf Grundlage des Identifizierungssignal und dem Drehmomentsignalvergleich ausgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmomentsensor (66) ein Dehnungsmeßstreifensensor, bevorzugt in Form einer Dehnungsmeßstreifenbrücke, ist, welcher auf einer auf ein eingeleitetes Drehmoment durch Biegung reagierenden Drehmomentstange (22) des Drehmomentschlüssel (50) angeordnet ist, wobei an einem einer Werkzeugaufnahme (25) des Drehmomentschlüssels (50) gegenüberliegenden Ende der Drehmomentstange (22), eine Verriegelungseinrichtung (64) angeordnet ist, welche die Drehmomentstange (22) entriegelt, wenn sie ein Entriegelungssignal von der Steuereinrichtung (40) empfängt.
    2. Drehmomentschlüssel (50) nach Anspruch 1 mit einer Signalausgabeeinrichtung (38) zur Ausgabe des Verschraubungskontrollsignals und des Identifizierungssignals an eine von dem Drehmomentschlüssel (50) räumlich getrennt bereitgestellte Signalempfangseinrichtung, die mit der Steuereinrichtung (40) in Signalverbindung steht und vorzugsweise zu einer berührungsfreien elektromagnetischen Signalübertragung ausgelegt ist.
    3. Drehmomentschlüssel (50) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Drehmomentsignal, das Referenzdrehmomentsignal und das Verschraubungskontrollsignal elektrische, magnetische oder elektromagnetische Signale sind und die Steuereinrichtung (40) ein Mikroprozessorrechner (40) ist.
    4. Drehmomentschlüssel (50) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Signalausgabeeinrichtung (38) eine elektromagnetische Sendeeinrichtung (38) ist.
    5. Drehmomentschlüssel (50) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Werkstückidentifizierungseinrichtung (36) ein Codeleser, insbesondere ein Barcodeleser (36), ist.
    6. Drehmomentschlüssel (50) nach Anspruch 1, wobei die Verriegelungseinrichtung (64) einen von einer Magnetspule (58) umschlossenen ferromagnetischen Verriegelungsbolzen (56) umfaßt, welcher in eine Verriegelungsausnehmung (54) in der Drehmomentstange (22) zu deren Verriegelung einführbar ist, und mittels einer Strombeaufschlagung der Magnetspule (58) aus dieser herausführbar ist.
    7. Drehmomentschlüssel (50) nach einem der vorangegangen Ansprüche, wobei der Drehmomentschlüssel (10;50) eine Steuersignalempfangseinrichtung (68) umfaßt, die mit der Steuereinrichtung (40) in Signalverbindung steht und zu einem Empfang von Steuersignalen einer externen Steuervorrichtung ausgelegt ist, vorzugsweise durch berührungsfreie elektromagnetische Übertragung.
    8. Verfahren zur Prüfung eines Drehmoments bei einem Schraubvorgang an einem Werkstück unter Verwendung eines drehmomentschüssels (50) nach Anspruch 1-7, mit folgenden Schritten in dieser Reihenfolge:
      (a) Identifizterm eines Werkstücks bzw. einer Werkstückkennzeichnung, insbesondere eines entsprechenden Codes, vorzugsweise eines Barcodes;
      (b) Erzeugen eines dem Werkstück entsprechenden Identifizierungssignals;
      (c) Prüfen des Drehmoments der Verschraubung des Werkstücks und Erzeugen eines entsprechenden Drehmomentsignals;
      (d) Vergleichen des Drehmomentsignals mit einem vorbestimmten oder vorbestimmbaren Referenzdrehmomentsignal;
      (e) Erzeugen eines Verschraubungskontrollsignals auf Grundlage des Identifizierungssignals und des Drehmomentsignalvergleichs.
    9. Verfahren nach Anspruch 8 mit dem nachfolgenden Schritt der Ausgabe des Verschraubungskontrollsignals an eine Empfangseinrichtung, vorzugsweise durch eine berührungsfreie elektromagnetische Übertragung.
    10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei unmittelbar nach dem Schritt (b) das Identifizierungssignal an eine Emfangseinrichtung ausgegeben wird, vorzugsweise durch eine berührungsfreie elektromagnetische Übertragung.
    11. Verfahren nach Anspruch 8-10, wobei das Referenzdrehmomentsignal abhängig von dem erzeugten Identifizierungssignal, gegebenenfalls nach einer Rückbestätigung durch die Empfangseinrichtung, festgelegt wird.
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