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Die Erfindung betrifft einen Handgriff für ein Schraubgerät mit einem Verbindungsabschnitt zum Befestigen an einem Gehäuse des Schraubgeräts und mit einem Griffabschnitt, der zum Angreifen einer menschlichen Hand ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft auch ein Schraubgerät mit einem Handgriff.
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Das Einhalten eines definierten Drehmoments beim Herstellen einer Schraubenverbindung kann mittels einer in das Schraubgerät eingebauten Mechatronik sichergestellt werden, mit anderen Worten also mittels eines Schraubgeräts mit eingebauter Drehmomentmessung. Es ist auch bekannt, zusätzliche Drehmomentmodule vorzusehen, die direkt in die Mechatronik des Schraubgeräts eingreifen. Alternativ dazu muss zum Einhalten eines definierten Drehmoments beim Herstellen einer Schraubenverbindung nach einem ersten Schraubvorgang, bei dem mit dem Schraubgerät lediglich ein grobes Drehmoment nach Gefühl aufgebracht wurde, das Ziel-Anzugsdrehmoment einer Schraubverbindung in einem zweiten Arbeitsschritt mittels eines Drehmomentschlüssels eingestellt werden. Darüber hinaus sind mechanische Drehmomentbegrenzer beziehungsweise Kupplungen verfügbar, die zwischen Schraubgerät und Schraube geschaltet werden. Bei Überschreiten eines definierten Drehmoments rutscht die Kupplung durch.
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Mit der Erfindung sollen ein Handgriff für ein Schraubgerät und ein Schraubgerät verbessert werden.
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Erfindungsgemäß ist hierzu ein Handgriff mit den Merkmalen von Anspruch 1 beziehungsweise ein Schraubgerät mit den Merkmalen von Anspruch 10 vorgesehen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.
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Bei einem erfindungsgemäßen Handgriff für ein Schraubgerät, beispielsweise ein Akkuschrauber oder eine elektrische Bohrmaschine, sind ein Verbindungsabschnitt zum Befestigen an einem Gehäuse des Schraubgeräts und ein Griffabschnitt vorgesehen, der zum Angreifen einer menschlichen Hand ausgebildet ist. Der Handgriff ist mit einer Messvorrichtung zum Messen eines am Handgriff angreifenden Drehmoments und/oder mit einer Drehmomentbegrenzungsvorrichtung zum Begrenzen eines am Handgriff angreifenden Drehmoments versehen.
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Der erfindungsgemäße Handgriff kann in sehr einfacher Weise mit dem Verbindungsabschnitt an einem Gehäuse des Schraubgeräts befestigt werden. Auf sehr einfache Weise kann dadurch das Drehmoment, das beim Anziehen einer Schraubverbindung auf das Gehäuse des Schraubgeräts und damit auch auf den Handgriff wirkt, erfasst und gegebenenfalls begrenzt werden. Auf diese Weise können konventionelle Schraubgeräte mit dem erfindungsgemäßen Handgriff in sehr einfacher Weise nachgerüstet werden, so dass zum Erreichen einer definierten Vorspannung einer Schraubenverbindung, mit anderen Worten also einem definierten Anzugsmoment einer Schraubenverbindung, nicht nur spezielle Geräte verwendet werden können, die auch über die entsprechende und in die Maschine integrierte Mechatronik verfügen beziehungsweise kompatibel mit Drehmomentmodulen sind. Solche entsprechend ausgerüsteten Schraubgeräte sind zwar am Markt verfügbar, für viele kleinere und mittelständische Unternehmen aber nicht wirtschaftlich. Mit dem erfindungsgemäßen Handgriff können alle Arten von drehenden und drehend-schlagenden Schraubgeräten unterschiedlicher Hersteller nachträglich ausgestattet werden. Der erfindungsgemäße Handgriff ermöglicht das Anziehen von Schraubenverbindungen mittels eines vordefinierten Drehmoments, insbesondere mittels eines vorher am Handgriff eingestellten Drehmoments. Darüber hinaus bietet eine Begrenzung des Drehmoments dem Anwender Schutz vor Verletzungen.
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Der erfindungsgemäße Handgriff wird zunächst über gegebenenfalls unterschiedliche Adaptierungen an das jeweilige Schraubgerät angebunden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass ein Abschnitt des Gehäuses mit zylindrischer Form von einer Klemmschelle umgriffen wird, an der wiederum ein weiterer Abschnitt des Handgriffs angreift. Alternativ kann der Handgriff auch mit einem Schraubbolzengewinde versehen sein und wird in einfacher Weise in eine passende Gewindebuchse am Gehäuse eingeschraubt und dadurch befestigt. Der Schraubvorgang mit dem Schraubgerät wird nun gestartet, indem das Schraubgerät mit einer Hand am Griff des Schraubgeräts und mit der anderen Hand an dem erfindungsgemäßen Handgriff gehalten wird. Wird ein vorher definiertes und gegebenenfalls am erfindungsgemäßen Handgriff eingestelltes Drehmoment während des Einschraubvorgangs erreicht, kann beispielsweise eine Signalgebung, zum Beispiel optisch, akustisch, haptisch, oder ein Durchrutschen bei Erreichen des Ziel-Drehmoments erfolgen. Erfindungsgemäß ist hierzu eine Messvorrichtung zum Messen eines am Handgriff angreifenden Drehmoments und/oder eine Drehmomentbegrenzungsvorrichtung zum Begrenzen eines am Handgriff angreifenden Drehmoments vorgesehen. Die Drehmomentbegrenzungsvorrichtung kann beispielsweise einen Druckfedermechanismus, einen Biegestab, eine Rutschkupplung oder dergleichen aufweisen. Die Messvorrichtung kann beispielsweise einen Biegestab oder einen Dehnmessstreifen (DMS) an einem Biegestab oder einem Torsionsstab aufweisen.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die Drehmomentbegrenzungsvorrichtung als Rutschkupplung oder freigebbare mechanische Sperre ausgebildet.
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Eine Rutschkupplung kann beispielsweise im Bereich des Verbindungsabschnitts realisiert sein, so dass sich das Gehäuse des Schraubgeräts bei Überschreiten eines eingestellten Drehmoments gegenüber dem Handgriff verdreht. Beispielsweise kann auch nach Art bekannter Drehmomentschlüssel eine mechanische Sperre freigegeben werden, so dass der Handgriff ein Stück weit abknickt, wenn ein vorher eingestelltes Drehmoment erreicht ist. Beispielsweise kann das Erreichen eines vorher eingestellten Drehmoments aber auch lediglich akustisch, haptisch oder optisch signalisiert werden, beispielsweise durch das Knacken einer mechanischen Sperre, die dann freigegeben wird, durch ein sonstiges, beispielsweise elektrisch erzeugtes akustisches Signal oder auch ein optisches Signal. Beispielsweise können auch Mittel vorgesehen sein, um beim Erreichen eines voreingestellten Drehmoments ein leichtes Vibrieren des Handgriffs zu verursachen.
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In Weiterbildung der Erfindung weist der Verbindungsabschnitt die Drehmomentbegrenzungsvorrichtung auf.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die Drehmomentbegrenzungsvorrichtung in einem zwischen dem Verbindungsabschnitt und dem Griffabschnitt angeordneten Abschnitt des Handgriffs angeordnet.
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Beispielsweise kann der Handgriff nach Art eines konventionellen Drehmomentschlüssels ausgebildet sein, so dass das Überschreiten eines voreingestellten Drehmoments beispielsweise zu einem akustisch und haptisch wahrnehmbaren Knacken im Handgriff führt.
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In Weiterbildung der Erfindung ist eine Drehmomenteinstellvorrichtung zum Einstellen eines Grenzwerts des am Handgriff angreifenden Drehmoments vorgesehen.
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Eine solche Drehmomenteinstellvorrichtung kann in ähnlicher Weise wie bei einem konventionellen Drehmomentschlüssel ausgebildet sein, indem beispielsweise der Griffabschnitt relativ zu dem weiteren Abschnitt verdreht wird und dadurch ein Grenzwert des Drehmoments erhöht oder erniedrigt wird. Die Drehmomenteinstellvorrichtung kann aber beispielsweise auch elektronisch ausgebildet sein und Eingabetasten und eine zugehörige Anzeige aufweisen.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die Drehmomenteinstellvorrichtung zum Einstellen eines Rutschmoments der Rutschkupplung oder eines Freigabemoments der freigebbaren mechanischen Sperre ausgebildet.
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In Weiterbildung der Erfindung ist eine Auslöseeinrichtung vorgesehen, die in Abhängigkeit eines mit der Messvorrichtung gemessenen Drehmoments eine mechanische Sperre freigibt. Beispielsweise kann ein haptisch und akustisch wahrnehmbares Klicken oder Knacken im Handgriff oder auch die Freigabe eines Abknickens des Handgriffs um einen kleinen Knickwinkel vorgesehen sein.
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In Weiterbildung der Erfindung ist eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen des mittels der Messvorrichtung gemessenen Drehmoments vorgesehen.
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Eine solche Anzeigevorrichtung kann mechanisch ausgebildet sein, beispielsweise mittels eines Biegestabs, vorzugsweise ist die Anzeigevorrichtung aber elektronisch ausgebildet und das gemessene Drehmoment kann auf einer Ziffernanzeige oder auch mittels Leuchten angezeigt werden.
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In Weiterbildung der Erfindung ist eine Signalisierungsvorrichtung zum Einstellen und Signalisieren wenigstens eines Grenzwerts des am Handgriff angreifenden Drehmoments vorgesehen. Eine solche Signalisierungsvorrichtung kann mechanisch arbeiten und ein haptisch und akustisch wahrnehmbares Klicken oder Knacken erzeugen. Die Signalisierungsvorrichtung kann auch optisch ausgebildet sein und beispielsweise Leuchtdioden mit unterschiedlicher Farbe aufleuchten lassen. Die Signalisierungsvorrichtung kann auch akustisch wirken und bei Erreichen eines Grenzwerts einen Signalton abgeben oder beispielsweise auch einen Dauerton, dessen Höhe sich mit Erreichen des Grenzwerts verändert.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch ein Schraubgerät mit einem erfindungsgemäßen Handgriff gelöst, wobei das Schraubgerät einen hydraulischen, pneumatischen oder elektrischen Hilfskraftantrieb aufweist.
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In Weiterbildung der Erfindung ist das Schraubgerät als elektrischer Schrauber, insbesondere als Akkuschrauber, ausgebildet.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Handgriffs und
- Fig. 2
- eine schematische Seitenansicht eines Schraubgeräts mit einem erfindungsgemäßen Handgriff.
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Fig. 1 zeigt einen Handgriff 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Der Handgriff 10 weist einen Griffabschnitt 12 auf, in dem der Handgriff 10 mit einer menschlichen Hand an einem bei der dargestellten Ausführungsform zylindrischen Einhandgriff 14 ergriffen werden kann. Der Handgriff 10 weist weiter einen Verbindungsabschnitt 16 auf, der dafür vorgesehen ist, mit einem Schraubgerät verbunden zu werden. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Verbindungsabschnitt 16 in Form einer Klemmschelle ausgebildet, die auf einen zylindrischen Abschnitt des Gehäuses des Schraubgeräts aufgeschoben und dann festgeklemmt wird. Üblicherweise befindet sich ein solcher zylindrischer Abschnitt unmittelbar angrenzend an ein Bohrfutter eines Schraubgeräts oder angrenzend an eine sonstige Antriebsausbildung des Schraubgeräts, siehe Fig. 2. Ein solcher zylindrischer Abschnitt ist bei zahlreichen konventionellen Schraubgeräten vorgesehen, um dort einen konventionellen Handgriff mit einer Klemmschelle zu befestigen.
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Der Handgriff 10 ist darüber hinaus mit einem weiteren Abschnitt 18 versehen, der zwischen dem Verbindungsabschnitt 16 und dem Griffabschnitt 12 angeordnet ist. Dieser weitere Abschnitt 18 ist bei der dargestellten Ausführungsform stabförmig ausgebildet und weist einen Drehpunkt 20 für die Drehmomentmessung, eine schematisch dargestellte Messvorrichtung 44 zum Messen eines im Drehpunkt 20 wirkenden Drehmoments eine Drehmomentbegrenzungsvorrichtung 46 sowie eine Anzeigevorrichtung 22 zum Anzeigen des gemessenen und/oder eingestellten Drehmoments auf.
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Der Handgriff 10 stellt lediglich eine von mehreren Ausführungsformen der Erfindung dar, wobei am Drehpunkt 20 mittels der Messvorrichtung 44 ein Drehmoment gemessen wird und im Bereich des Drehpunkts 20 die Drehmomentbegrenzungsvorrichtung 46 vorgesehen ist, die bei Überschreiten eines eingestellten Grenzwerts des Drehmoments ein haptisch und akustisch wahrnehmbares Klicken oder Knacken erzeugt. Um den Grenzwert des Drehmoments an der Drehmomentbegrenzungsvorrichtung 46 einzustellen, wird bei der dargestellten Ausführungsform der Einhandgriff 14 relativ zum weiteren Abschnitt 18 verdreht. Dadurch kann eine Feder im weiteren Abschnitt 18 gespannt oder gelockert werden, so dass die freigebbare mechanische Sperre im Bereich des Drehpunkts 20 auf einen unterschiedlichen Freigabewert eingestellt wird, entsprechend einem eingestellten Sollwert für das Drehmoment. Im Rahmen der Erfindung sind andere Einstellmöglichkeiten realisierbar, beispielsweise mittels einer elektronischen Eingabevorrichtung.
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Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Schraubgeräts 30 mit dem bereits in Fig. 1 dargestellten und anhand der Fig. 1 erläuterten Handgriff 10. Es ist zu erkennen, dass der Verbindungsabschnitt 16 an einem zylindrischen Abschnitt 32 eines Gehäuses 42 des Schraubgeräts 30 befestigt ist, wobei der zylindrische Abschnitt 32 eine Abtriebswelle des Schraubgeräts 30 umgibt. Auf die Abtriebswelle des Schraubgeräts 30 ist eine Antriebsausbildung 34 aufgesteckt, beispielsweise eine Schraubnuss 34. Das Schraubgerät 30 weist einen elektrischen Hilfskraftantrieb, im vorliegenden Fall einen Elektromotor, auf, der in Fig. 2 nicht erkennbar ist, mit der Abtriebswelle verbunden ist und der über ein Anschlusskabel 36 mit elektrischer Energie versorgt wird. Anstelle des Anschlusskabels 36 kann auch ein Energiespeicher in Form eines Akkus vorgesehen sein. Für das Auslösen des elektrischen Hilfskraftantriebs des Schraubgeräts 30 ist ein Auslöseschalter 38 vorgesehen.
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Zum Anziehen einer in Fig. 2 nicht dargestellten Schraubverbindung mit einem vordefinierten Drehmoment wird zunächst am Handgriff 10 mittels der Drehmomentbegrenzungsvorrichtung 46 ein Grenzwert für das vordefinierte Drehmoment eingestellt. Dies erfolgt in einer Weise, wie sie anhand der Fig. 1 erläutert wurde. Die Antriebsausbildung 34 wird dann passend zu der anzuziehenden Schraubverbindung gewählt. Der Schraubvorgang wird dann gestartet, indem das Schraubgerät 30 mit einer Hand an einem Griff 40 des Gehäuses 42 des Schraubgeräts 30 und mit der anderen Hand am Einhandgriff 14 des Handgriffs 10 gehalten wird. Wird ein vorher definiertes und am Handgriff 10 eingestelltes Drehmoment während des Einschraubvorgangs erreicht, so wirkt dieses Drehmoment im Handgriff 10, insbesondere im Bereich des Drehpunkts 20 des Handgriffs 10, wie anhand der Fig. 1 erläutert wurde. Wird das eingestellte Drehmoment erreicht, erfolgt eine Signalgebung, beispielsweise eine optische, akustische und/oder haptische Signalgebung, beispielsweise wie bei konventionellen Drehmomentschlüsseln ein akustisch und haptisch wahrnehmbares Klicken oder Knacken einer mechanisch freigebbaren Sperre im Bereich des Drehpunkts 20.
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Bei alternativen Ausführungsformen kann das Erreichen des eingestellten Drehmoments, also des Ziel-Drehmoments, durch Durchrutschen einer Rutschkupplung signalisiert werden. Die Rutschkupplung kann beispielsweise im Bereich des Verbindungsabschnitt 16 vorgesehen sein und ein Durchrutschen der Rutschkupplung führt dazu, dass sich der Handgriff 10 relativ zum Gehäuse des Schraubgeräts 30 verdreht.
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In nicht dargestellter Weise kann der Handgriff 10 mit einer elektronischen Anzeige- und Einstellvorrichtung versehen sein. Beispielsweise kann ein im Handgriff 10 wirkendes Drehmoment mit Dehnmessstreifen im oder am Handgriff 10 gemessen und auf der Anzeigevorrichtung angezeigt werden. Bei Erreichen eines voreingestellten Drehmoments, mit anderen Worten also eines Ziel-Drehmoments, erfolgt beispielsweise eine akustische und/oder optische Signalisierung.
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Mit dem erfindungsgemäßen Handgriff 10 lassen sich in sehr einfacher Weise konventionelle Schraubgeräte 30 so ausrüsten, dass sie zum Anziehen einer Schraubverbindung mit einem vordefinierten Drehmoment geeignet sind. Bei dem Handgriff 10 der Fig. 1 liegt der Drehpunkt 20 entfernt von der Drehachse der Antriebswelle, mit der mittels der Antriebsausbildung 34 ein Drehmoment auf die Schraube abgegeben wird. Dieser Abstand lässt sich bei einer Berechnung des Drehmoments kompensieren beziehungsweise berücksichtigen und korrigieren. Ein Prototyp des erfindungsgemäßen Handgriffs 10 hat sehr verlässliche und wiederholbare Ergebnisse beim Anziehen von Schraubverbindungen mit vordefiniertem Drehmoment ergeben, das für die allermeisten praktischen Anwendungen eine ausreichende Genauigkeit ergibt.
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Der erfindungsgemäße Handgriff 10 kann in nicht dargestellter Weise mit einer Schnittstelle versehen sein, insbesondere mit einer drahtlosen Schnittstelle, um ein gemessenes Drehmoment in Form eines Datensatzes an eine Steuereinheit weiterzugeben und/oder um die Drehmomentbegrenzungsvorrichtung 46 mit einem Einstellwert für das Drehmoment zur versorgen. Dadurch kann beispielsweise dokumentiert werden, dass eine große Anzahl von Schrauben mit dem vordefinierten Drehmoment angezogen wurde.