WO2003006208A1 - Druckbetriebener kraftschrauber mit messabschnitt - Google Patents

Druckbetriebener kraftschrauber mit messabschnitt Download PDF

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WO2003006208A1
WO2003006208A1 PCT/EP2002/007357 EP0207357W WO03006208A1 WO 2003006208 A1 WO2003006208 A1 WO 2003006208A1 EP 0207357 W EP0207357 W EP 0207357W WO 03006208 A1 WO03006208 A1 WO 03006208A1
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WO
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shaft
housing
measuring section
power screwdriver
ratchet lever
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PCT/EP2002/007357
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Paul-Heinz Wagner
Ulf Sittig
Bernd Thelen
Original Assignee
Paul-Heinz Wagner
Ulf Sittig
Bernd Thelen
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
    • B25B23/145—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for fluid operated wrenches or screwdrivers
    • B25B23/1456—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for fluid operated wrenches or screwdrivers having electrical components
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    • B25B21/004—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose of the ratchet type
    • B25B21/005—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose of the ratchet type driven by a radially acting hydraulic or pneumatic piston
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    • B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers

Definitions

  • the invention relates to a pressure-operated hydraulic or pneumatic power wrench with a drive part and a functional part, the functional part having a shaft driven by a ratchet lever, which has a driving device, and with a measuring section which determines the torsion element.
  • a hydraulic power wrench of this type is known from DE 296 07 207.
  • the . Elle across the housing of the functional part.
  • a torsion-capable measuring section is provided on the shaft outside the housing.
  • a torsion sensor in the form of several strain gauges is attached to the shaft in this measuring section.
  • the torsion sensor forms an electrical resistance arrangement, the resistance of which depends on the torsional moment.
  • At the end of the shaft there is a driving device that can be coupled with a tool or with a screw head.
  • This power wrench with measuring cell makes it possible to measure the torsional moment acting on the screw, whereby the tightening torque can be determined directly on the screw connection.
  • the invention has for its object to provide a pressure-operated power screwdriver with drive part, functional part and a measuring section which has small dimensions in the axial direction of the screw and can therefore also be used with a low head height (above the screw).
  • the measuring section is at least partially arranged in the area enclosed by the housing.
  • the measuring section is therefore located in the area covered by the housing or at least projects into this area.
  • the measuring section is formed in a cavity of the shaft or a tubular part connected to it.
  • the torsion sensor of the measuring section is attached to the inner wall of the cavity. No space for the torsion sensor is required on the outside of the shaft. This can overlap with a toothing which is provided on the outside of the shaft and on which the ratchet lever engages.
  • the measuring section of the shaft therefore does not require any additional length.
  • Cavity of the torsion sensor is housed protected from external influences and that an additional encapsulation of the measuring section is not necessary.
  • the driving device is designed as a key nut, which is an integral part of the shaft.
  • the protrusion of the shaft over the housing is reduced to a minimum.
  • the cavity of the key nut can extend into the housing.
  • the driver device for example, as a square, onto which a key nut can be attached. However, this increases the length of the shaft, including the key nut.
  • a fourth solution to the problem is specified in claim 4.
  • the measuring section is then arranged on or in a tubular part of a key nut.
  • the key nut can be an integral part of the shaft or it can also be connected to the shaft.
  • An angle sensor can be provided on the housing, which determines the angle of rotation of the shaft.
  • a direct angle of rotation measurement is also carried out at the same time.
  • the flat design is not significantly affected by the integration of the angle sensor in the power wrench, so that direct measurement can be carried out even in extremely confined spaces. It has been found that the combination measurement of torque and angle of rotation enables the most precise tightening method for highly sensitive screw connections.
  • the angle sensor is preferably arranged in a cap which encloses one end of the shaft. In this way, the angle sensor is protected against mechanical damage and contamination.
  • the lateral expansion of the housing can be kept relatively small by the cap. Data can be transmitted through the cap, either with the aid of slip rings or by wireless transmission.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a first embodiment of the power wrench, partly in section,
  • Fig. 3 shows a section through a second embodiment in which the measuring portion is disposed outside of the shaft ⁇
  • FIG. 4 shows a section through a third embodiment in which the measuring section is arranged inside the shaft
  • 5 shows a section through a fourth embodiment, in which the shaft is coupled to the key nut via an intermediate shaft
  • 6 shows a fifth embodiment, in which the measuring section is arranged in a tubular part of the key nut
  • FIG. 7 shows a sixth embodiment in which the measuring section is arranged on the outside of a tubular part of the key nut
  • FIG. 8 shows a seventh exemplary embodiment in which the measuring section is arranged in a tubular part of the key nut, which in turn is connected to an intermediate shaft, and
  • FIG. 9 shows a version similar to FIG. 8, but with the measuring section arranged on the outside.
  • the power wrench according to FIGS. 1 and 2 has a drive part 10 and a functional part 11.
  • the drive part 10 is exchangeably attached to the functional part 11.
  • the drive part 10 contains a hydraulic cylinder (not shown) in which a piston is displaceable.
  • the drive part 10 has a pivotable connection device 13 for hydraulic hoses on the cylinder housing 12.
  • the functional part 11 has a housing 14, which here consists of two assembled housing halves 14a and 14b.
  • a ratchet lever (not shown) can be pivoted back and forth by the drive part 10.
  • a shaft 17 is rotatably supported in a transverse bore 16 which extends through the housing 14.
  • This shaft 17 has in the interior of the housing 14 a circumferential toothing 18, in which a toothing of the ratchet lever engages. This way everyone will Stroke of the drive part 10 rotates the shaft 17 by a certain angular amount about its axis. Then the ratchet lever returns, in which the shaft 17 is not taken along.
  • the shaft 17 has a driving device 20, which is designed here as a key socket 40 and forms an insertion recess 21 of hexagonal cross section.
  • the insertion recess 21 is located in the part of the shaft 17 protruding from the housing 14 and extends into the housing 14. In this way, the part of the shaft protruding from the housing can be kept relatively short.
  • the insertion recess 21 merges into a cavity 22 which is formed in the shaft 17.
  • the torsion sensor 23 is located on the peripheral wall of the cavity 22 in the form of strain gauges which are glued to the peripheral wall. Between the insertion recess 21 and the cavity 22 there is an inwardly projecting ring flange 24 which protects the torsion sensor 23 against external interference.
  • the area of the shaft 17 which carries the torsion sensor 23 forms the measuring section 25.
  • the cavity 22 forms an axial extension of the insertion recess 21.
  • the insertion recess 21 can have a relatively small axial length.
  • the insertion recess can also serve to receive the shank of a key nut or be designed as a square opening.
  • Adjacent to the cavity 22 is a frustoconical transition 26, which opens into a receiving space 27 in which a data transmission element 28 is contained.
  • a cable channel 29 extends from the torsion sensor 23 to the data transmission element 28.
  • the data transmission element 28 is for example a slip ring arrangement, which connects an external cable 30 to the torsion sensor 23, which is rotatable with the shaft 17. Alternatively, the transmission can also take place wirelessly.
  • the cable 30 leads to a cable connection 31 (FIG. 1) which is provided on a cantilever arm 32 of the housing 14 and to which a control or measuring device can be connected.
  • the hydraulic power wrench is also equipped with a rotary, angle measuring device 33.
  • This has a code disk 34, which is fastened on the end of the shaft 17 facing away from the insertion recess 21, and an angle sensor 35, which reacts to the lines of the code disk 34 ' and thereby determines the angle of rotation of the shaft.
  • the angle sensor 35 consists of a fork light barrier into which the code disk 34 protrudes radially from the shaft.
  • the angle sensor 35 is contained in a cap 36 which is placed on part of the housing 14 and fastened with screws 37.
  • the cap 36 encloses the rear end of the shaft 17 facing away from the insertion recess 21 and at the same time forms a protective housing for this shaft end and the angle measuring device 33.
  • a cable 38 leads from the angle sensor 35 to the cable connection 31, so that both the torsion sensor 23 and the Angle sensor 35 is electrically accessible at the cable connection 31.
  • the drive part 10 and the functional part 11 are each designed in the same way as is shown in FIGS. 1 and 2 has been described.
  • the power transmission from the shaft to the key nut is different, as explained below.
  • the shaft 17 is arranged over its entire length in the housing.
  • a driving device 20a in the form of a spline toothing, which engages with a corresponding external toothing of a key nut 40.
  • the key nut 40 has a hexagonal insertion recess 21 in a widened head 41.
  • the head 41 extends partially into the housing 14.
  • a hollow shaft 42 connects to the head 41.
  • This hollow shaft has an external spline toothing which engages with the driving device 20a of the shaft 17. Between this external spline and the head 41 there is a measuring section 25 with a torsion sensor 23, which is arranged sunk in the annular groove of the hollow shaft 42.
  • the drive torque is transmitted from the shaft 17 to the hollow shaft 42 and from there via the measuring section 25 to the head 41 of the key nut 40.
  • even part of the head 41 is sunk in the housing 14, so that the axial length of the power wrench can be kept extremely short.
  • FIG. 4 corresponds to that of FIG. 3, but with the difference that the torsion sensor 23 is arranged on the inside of the hollow shaft 42. Electrical Connection cables can be routed very easily through the hollow shaft to the torsion sensor.
  • the shaft 17 protrudes toward the rear end from the housing 14. On the protruding part, it is provided on the inside with a spline toothing 20a, which engages with a corresponding driving device 20a on the outside of an intermediate shaft 44.
  • the intermediate shaft extends up to the front through the housing 14 and it has internal spline teeth 45 in its front area and a bearing bore 46 in its rear area.
  • the key nut 40 has a head 41 with an insertion recess 21.
  • a hollow shaft 42 adjoins this head, on which a spline section is provided which engages with the spline teeth 45 of the intermediate shaft 44.
  • a hollow shaft section 47 adjoins the hollow shaft 42 and is mounted in the bearing bore 46.
  • the measuring section 25, with the torsion sensor 23 fastened in an outer groove of the intermediate shaft 44, is located in the area between the two spline toothings 20a and 45.
  • key nuts 40 of different wrench sizes can be inserted into the intermediate shaft, even the largest wrench sizes being possible.
  • the torsion sensor 23 can also be modified such that the torsion sensor 23 is contained in a recess on the inner wall of the intermediate shaft 44.
  • 6 shows an exemplary embodiment in which the key socket 40 is connected to a hollow shaft 42 which engages in an inner driving device 20a of the shaft 17.
  • the shaft 17 extends across the width of the housing 14, but does not project significantly beyond it.
  • the key socket 40 forms a structural unit with the hollow shaft 42, which can be pulled out of the shaft 17 as a whole.
  • the measuring section 25 is located on the key socket 40, specifically in the area between the insertion recess 21 and the hollow shaft 42.
  • Electrical wires 48 extend from the torsion sensor 23 through the hollow shaft to a data transmission element 28, which is in the same manner as in FIG. 2 is arranged, but is located here inside the hollow shaft 42.
  • the power wrench is equipped with a rotation angle measuring device 33, which has a code disk 34 seated on the hollow shaft 42 and an angle sensor 35 fixed to the housing.
  • FIG. 7 differs from that of FIG. 6 only in that the torsion sensor 23 is arranged on the outside of the measuring section 25.
  • a bore 46 leads through the hollow shaft 42 to lead the cables coming from the torsion sensor 23 into the interior of the hollow shaft.
  • FIG. 8 shows an exemplary embodiment in which the key socket 40 is extended with a hollow shaft 42 which contains a measuring section 25, the torsion sensor 23 being arranged in the interior of the hollow shaft 42.
  • the hollow shaft 42 is connected to an intermediate shaft 49 which engages in an inner driving device 20a of the shaft 17.
  • the cable coming from the torsion sensor 23 passes through the intermediate shaft 49 in order to emerge from the rear.
  • the embodiment of FIG. 9 differs from that of FIG. 8 only in that the torsion sensor 23 is arranged on the outside of the measuring section 25. From there, a bore 46 leads into the interior of the hollow shaft 42.

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Abstract

Der Kraftschrauber weist ein Funktionsteil (11) mit einem Gehäuse (14) auf, durch das eine Welle (17) hindurchragt. Die Welle (17) ist mit einer Verzahnung (18) versehen, in die ein Ratschenhebel des Funktionsteils (11) eingreift. Eine Keilwellenverzahnung (20) der Welle (17) weist eine Einsteckausnehmung (21) auf, die in einen Hohlraum (22) übergeht. Der Hohlraum (22) enthält an seiner Wand einen Torsionssensor (23) und bildet einen Messabschnitt (25) der sich in dem vom Gehäuse (14) überdeckten Bereich der Welle (17) befindet. In dem Messabschnitt (25) erfolgt eine Torsionsmessung. Da der Messabschnitt (25) in dem vom Gehäuse (14) überdeckten Bereich der Welle angeordnet ist, ist die Welle (17) relativ kurz, so dass sie unter engen räumlichen Schraubverhältnissen mit geringer Kopfhöhe über der Schraube eingesetzt werden kann. Der Kraftschrauber ist ausserdem mit einer Winkelmessvorrichtung (33) versehen, wodurch Drehmoment und Drehwinkel gleichzeitig verfügbar sind und zur Steuerung und Aufzeichnung benutzt werden können.

Description

DRUCKBETRIEBENER KRAFTSCHRAUBER MIT MESSABSCHNITT
Die Erfindung betrifft einen druckbetriebenen hydraulischen oder pneumatischen Kraftschrauber mit einem Antriebsteil und einem Funktionsteil, wobei der Funktionsteil eine von einem Ratschenhebel angetriebene Welle aufweist, die eine Mitnahmevorrichtung aufweist, und mit einem das Torsionselement ermittelnden Messabschnitt.
Ein hydraulischer Kraftschrauber dieser Art ist bekannt aus DE 296 07 207. Bei diesem Kraftschrauber erstreckt sich die. elle quer durch das Gehäuse des Funktionsteils hindurch. Außerhalb des Gehäuses ist an der Welle ein torsionsfähiger Messabschnitt vorgesehen. In diesem Messabschnitt ist ein Torsionssensor in Form mehrerer Dehnmessstreifen auf der Welle befestigt. Der Torsionssensor bildet eine elektrische Widerstandsanordnung, deren Widerstand von dem Torsionsmoment abhängig ist. Am Ende der Welle befindet sich eine Mitnahmevorrichtung, die mit einem Werkzeug oder mit einem Schraubenkopf gekuppelt werden kann. Dieser Kraftschrauber mit Messzelle ermöglicht es, das auf die Schraube einwirkende Torsionsmoment zu messen, wodurch das An- zugs-Drehmoment direkt an der Schraubverbindung ermittelt werden kann .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen druckbetriebenen Kraftschrauber mit Antriebsteil, Funktionsteil und einem Messabschnitt zu schaffen, der in axialer Richtung der Schraube geringe Abmessungen hat und somit auch bei geringer Kopfhöhe (über der Schraube) einsetzbar ist.
Eine erste Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Hiernach ist der Messabschnitt mindestens teilweise in dem von dem Gehäuse umschlossenen Bereich angeordnet. Der Messabschnitt befindet sich also in dem von dem Gehäuse überdeckten Bereich oder ragt mindestens in diesen Bereich hinein. Dies hat zur Folge, dass die Welle oder ein damit verbundenes Teil einen geringen axialen Überstand über das Gehäuse hat und dass die Gesamtlänge der Welle sehr gering ist, so dass der Kraftschrauber auch an engen Stellen eingesetzt werden kann, bei der über- der Schraube nur eine geringe Kopfhöhe vorhanden ist.
Eine zweite Lösung der angegebenen Aufgabe ist durch den Anspruch 2 definiert. Hiernach ist der Messabschnitt in einem Hohlraum der Welle oder eines damit verbundenen rohrförmigen Teils gebildet. Hierbei ist der Torsionssensor des Messabschnitts an der Innenwand des Hohlraums befestigt. An der Außenseite der Welle wird kein Platz für den Torsionssensor benötigt. Dieser kann sich mit einer Verzahnung überlappen, die an der Außenseite der Welle vorgesehen ist und an der der Ratschenhebel angreift. Somit erfordert der Messabschnitt der Welle keinerlei zusätzliche Länge. Hinzukommt, dass in dem Hohlraum der Torsionssensor vor äußeren Einflüssen geschützt untergebracht ist und dass eine zusätzliche Kapselung des Messabschnitts nicht erforderlich ist.
Eine dritte Lösung der Aufgabe ist durch den Anspruch 3 definiert. Hiernach ist die Mitnahmevorrichtung als Schlüsselnuss ausgebildet, die integraler Bestandteil der Welle ist. Hierbei wird der Überstand der Welle über das Gehäuse auf ein Mindestmaß reduziert. Der Hohlraum der Schlüsselnuss kann sich bis in das Gehäuse hinein erstrecken. Alternativ ist es auch möglich, die Mitnahmevorrichtung beispielsweise als Vierkant auszubilden, auf den eine Schlüsselnuss aufgesteckt werden kann. Hierbei wird jedoch die Länge der Welle einschließlich der Schlüsselnuss größer.
Eine vierte Lösung der Aufgabe ist im Anspruch 4 angegeben. Hiernach ist der Messabschnitt an oder in einem rohrförmigen Teil einer Schlüsselnuss angeordnet. Die Schlüsselnuss kann integraler Bestandteil der Welle sein oder sie kann auch mit der Welle verbunden sein.
An dem Gehäuse kann ein Winkelsensor vorgesehen sein, der den Drehwinkel der Welle ermittelt. Hierbei erfolgt außer der direkten Drehmomentmessung im Innern des Gerätes auch gleichzeitig eine direkte Drehwinkelmessung. Durch die Integration des Winkelsensors in den Kraftschrauber wird die Flachbauweise nicht wesentlich beeinträchtigt, so dass die direkte Messung auch bei extrem beengten Platzverhältnissen durchgeführt werden kann. Es hat sich herausgestellt, dass die Kombinationsmessung von Drehmoment und Drehwinkel das genaueste Anzugsverfahren für hochsensible Schraubverbindungen ermöglicht. Der Winkelsensor ist vorzugsweise in einer Kappe angeordnet, die das eine Ende der Welle umschließt. Auf diese Weise besteht ein Schutz des Winkelsensors vor mechanischen Beschädigungen und Verschmutzung. Zum anderen kann die seitliche Erweiterung des Gehäuses durch die Kappe relativ kleingehalten werden. Durch die Kappe hindurch kann eine Datenübertragung erfolgen, entweder mit Hilfe von Schleifringen oder durch drahtlose Übertragung.
Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform des Kraftschraubers, teilweise geschnitten,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform, bei der der Messabschnitt außen an der ■ Welle angeordnet ist,
Fig. 4 einen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform, bei der der Messabschnitt im Innern der Welle angeordnet ist,
Fig. 5 einen Schnitt durch eine vierte Ausführungsform, bei dr die Welle mit der Schlüsselnuss über eine Zwischenwelle gekoppelt ist, Fig. 6 eine fünfte Ausführungsform, bei der der Messabschnitt in einem rohrförmigen Teil der Schlüsselnuss angeordnet ist,
Fig. 7 eine sechste Ausführungsform, bei der der Messabschnitt außen an einem rohrförmigen Teil der Schlüsselnuss angeordnet ist,
Fig. 8 ein siebtes Ausführungsbeispiel, bei dem der Messabschnitt in einem rohrförmigen Teil der Schlüsselnuss angeordnet ist, die ihrerseits mit einer Zwischenwelle verbunden ist, und
Fig. 9 eine ähnliche Version wie Fig. 8, jedoch mit außen angeordnetem Messabschnitt.
Der Kraftschrauber nach den Figuren 1 und 2 weist einen Antriebsteil 10 und einen Funktionsteil 11 auf. Der Antriebsteil 10 ist auswechselbar an dem Funktionsteil 11 befestigt. Der Antriebsteil 10 enthält einen (nicht dargestellten) hydraulischen Zylinder, in welchem ein Kolben verschiebbar ist. Der Antriebsteil 10 weist auf dem Zylindergehäuse 12 eine schwenkbare Anschlussvorrichtung 13 für Hydraulikschläuche auf.
Der Funktionsteil 11 weist ein Gehäuse 14 auf, das hier aus zwei zusammengesetzten Gehäusehälften 14a und 14b besteht. In dem Gehäuse 14 befindet sich ein Hohlraum 15, in welchem ein (nicht dargestellter) Ratschenhebel von dem Antriebsteil 10 hin- und hergeschwenkt werden kann. In einer Querbohrung 16, die sich durch das Gehäuse 14 erstreckt, ist eine Welle 17 drehbar gelagert. Diese Welle 17 weist im Innern des Gehäuses 14 eine umlaufende Verzahnung 18 auf, in die eine Verzahnung des Ratschenhebels eingreift. Auf diese Weise wird bei jedem Hub des Antriebsteil 10 die Welle 17 um einen bestimmten Winkelbetrag um ihre Achse gedreht. Dann erfolgt der Rückhub des Ratschenhebels, bei dem die Welle 17 nicht mitgenommen wird.
Die Welle 17 weist an einem Ende eine Mitnahmevorrichtung 20 auf, die hier als Schlüsselnuss 40 ausgebildet ist und eine Einsteckausnehmung 21 von sechseckigem Querschnitt bildet. Die Einsteckausnehmung 21 befindet sich in dem aus dem Gehäuse 14 vorstehenden Teil der Welle 17 und erstreckt sich bis in das Gehäuse 14 hinein. Auf diese Weise kann der aus dem Gehäuse vorstehende Teil der Welle relativ kurz gehalten werden. Die Einsteckausnehmung 21 geht in einen Hohlraum 22 über, der in der Welle 17 gebildet ist. An der Umfangswand des Hohlraums 22 befindet sich der Torsionssensor 23 in Form von Dehnmessstreifen, die auf die Umfangswand aufgeklebt sind. Zwischen der Einsteckausnehmung 21 und dem Hohlraum 22 befindet sich ein nach innen vorstehender Ringflansch 24, der den Torsionssensor 23 gegen externe Eingriffe schützt. Der den Torsionssensor 23 tragende Bereich der Welle 17 bildet den Messabschnitt 25. Der Hohlraum 22 bildet eine axiale Verlängerung der Einsteckausnehmung 21. Wenn die Einsteckausnehmung 21 auf • eine zu drehende Schraubenmutter aufgesetzt wird, kann der Hohlraum 22 den aus der Mutter hervorstehenden Ξchraubenschaft aufnehmen. Daher kann die Einsteckausnehmung 21 eine relativ geringe axiale Länge haben. Alternativ kann die Einsteckausnehmung auch zur Aufnahme des Schafts einer Schlüsselnuss dienen bzw. als Vierkantöffnung ausgebildet sein.
An den Hohlraum 22 schließt sich ein kegelstumpfförmiger Übergang 26 an, der in einen Aufnahmeraum 27 mündet, in welchem ein Datenübertragungselement 28 enthalten ist. Von dem Torsionssensor 23 erstreckt sich ein Kabelkanal 29 zu dem Datenüber- tragungselement 28. Das Datenübertragungselement 28 ist bei- spielsweise eine Schleifringanordnung, welche ein externes Kabel 30 mit dem Torsionssensor 23, der mit der Welle 17 drehbar ist, verbindet. Alternativ kann die Übertragung auch drahtlos erfolgen. Das Kabel 30 führt zu einem Kabelanschluss 31 (Fig. 1) , der an einem Auslegerarm 32 des Gehäuses 14 vorgesehen ist und an den ein Steuer- oder Messgerät angeschlossen werden kann.
Der hydraulische Kraftschrauber ist ferner mit einer Dreh-, winkel-Messvorrichtung 33 ausgestattet. Diese weist eine Codescheibe 34 auf, welche auf dem der Einsteckausnehmung 21 abgewandten Ende der Welle 17 befestigt ist, und einen Winkelsensor 35, der auf die Striche der Codescheibe 34 reagiert' und dadurch den Drehwinkel der Welle ermittelt. Der Winkelsensor 35 besteht aus einer Gabel-Lichtschranke, in die die radial von der Welle abstehende Codescheibe 34 hineinragt.
Der Winkelsensor 35 ist in einer Kappe 36 enthalten, die auf einen Teil des Gehäuses 14 aufgesetzt und mit Schrauben 37 befestigt ist. Die Kappe 36 umschließt das an der Einsteckausnehmung 21 abgewandte rückwärtige Ende der Welle 17 und bildet gleichzeitig ein Schutzgehäuse für dieses Wellenende und die Winkelmessvorrichtung 33. Von dem Winkelsensor 35 führt ein Kabel 38 zu dem Kabelanschluss 31, so dass sowohl der Torsionssensor 23 als auch der Winkelsensor 35 an dem Kabelanschluss 31 elektrisch zugänglich ist.
Unter ständiger Messung des Torsionsmoments der Welle 17 und des Drehwinkels dieser Welle kann eine exakte Steuerung des Betriebes des Kraftschraubers erfolgen und insbesondere eine zielgerechte Erreichung des gewünschten Schraubenanzugsmoments. Es ist auch möglich, die während eines Schraubenanzugsvorganges gemessenen Daten zu speichern und in einem Speicher abzulegen, um den Schraubvorgang später dokumentieren zu können. Dies ist besonders beim Anziehen sicherheitsrelevanter Schrauben wichtig.
Bei den nachfolgenden Ausführungsbeispielen ist der Antriebsteil 10 und der Funktionsteil 11 jeweils in gleicher Weise ausgebildet wie dies anhand der Fign. 1 und 2 beschrieben wurde. Unterschiedlich ist jeweils die Kraftübertragung von der Welle auf die Schlüsselnuss, wie nachstehend erläutert wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 ist die Welle 17 über ihre gesamte Länge im Gehäuse angeordnet. Auf der einen Wellenhälfte weist sie eine Mitnahmevorrichtung 20a in Form einer Keilwellenverzahnung auf, die mit einer entsprechenden Außenverzahnung einer Schlüsselnuss 40 zusammengreift. Die Schlüsselnuss 40 weist in einem verbreiterten Kopf 41 eine sechseckige Einsteckausnehmung 21 auf. Der Kopf 41 erstreckt sich teilweise bis in das Gehäuse 14 hinein. An de Kopf 41 schließt sich eine Hohlwelle 42 an. Diese Hohlwelle weist eine mit der Mitnahmevorrichtung 20a der Welle 17 zusammengreifende Außenkeilverzahnung auf. Zwischen dieser Außenkeilverzahnung und dem Kopf 41 befindet sich ein Messabschnitt 25 mit einem Torsionssensor 23, der in der Ringnut der Hohlwelle 42 versenkt angeordnet ist. Das Antriebsmoment wird von der Welle 17 auf die Hohlwelle 42 und von dort über den Messabschnitt 25 auf den Kopf 41 der Schlüsselnuss 40 übertragen. Bei dieser Variante ist sogar ein Teil des Kopfes 41 im Gehäuse 14 versenkt angeordnet, so dass die axiale Länge des Kraftschraubers außerordentlich kurz gehalten werden kann.
Das Ausführungsbeispiel von Fig. 4 entspricht demjenigen von Fig. 3, jedoch mit dem Unterschied, dass der Torsionssensor 23 an der Innenseite der Hohlwelle 42 angeordnet ist. Elektrische Anschlussleitungen können sehr einfach durch die Hohlwelle hindurch zum Torsionssensor geführt werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 5 ragt die Welle 17 zum rückwärtigen Ende hin aus dem Gehäuse 14 heraus. An dem überstehenden Teil ist sie an der Innenseite mit einer Keilwellenverzahnung 20a versehen, die mit einer entsprechenden Mitnahmevorrichtung 20a an der Außenseite einer Zwischenwelle 44 zusammengreift. Die Zwischenwelle erstreckt bis zur Vorderseite durch das Gehäuse 14 hindurch und sie weist in ihrem vorderen Bereich eine innere Keilwellenverzahnung 45 auf und in ihrem rückwärtigen Bereich eine Lagerbohrung 46.
Die Schlüsselnuss 40 weist einen Kopf 41 mit einer Einsteckausnehmung 21 auf. An diesem Kopf schließt sich eine Hohlwelle 42 an, auf der ein Keilwellenabschnitt vorgesehen ist, welcher mit der Keilwellenverzahnung 45 der Zwischenwelle 44 zusammengreift. An die Hohlwelle 42 schließt sich ein Hohlwellenabschnitt 47 an, der in der Lagerbohrung 46 gelagert ist.
In dem Bereich zwischen den beiden Keilwellenverzahnungen 20a und 45 befindet sich der Messabschnitt 25, mit dem in einer Außennut der Zwischenwelle 44 befestigten Torsionssensor 23.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 können in die Zwischenwelle Schlüsselnüsse 40 unterschiedlicher Schlüsselweiten eingesetzt werden, wobei selbst größte Schlüsselweiten möglich sind.
Das Ausführungsbeispiel von Fig. 5 kann auch so modifiziert werden, dass der Torsionssensor 23 an der Innenwand der Zwischenwelle 44 in einer Ausnehmung enthalten ist. Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Schlüsselnuss 40 mit einer Hohlwelle 42 verbunden ist, welche in eine innere Mitnahmevorrichtung 20a der Welle 17 eingreift. Die Welle 17 erstreckt sich über die Breite des Gehäuses 14, überragt dieses aber nicht wesentlich. Die Schlüsselnuss 40 bildet mit der Hohlwelle 42 eine bauliche Einheit, die insgesamt aus der Welle 17 herausgezogen werden kann. Der Messabschnitt 25 befindet sich an der Schlüsselnuss 40 und zwar in dem- Bereich zwischen der Einsteckausnehmung 21 und der Hohlwelle 42. Von dem Torsionssensor 23 erstrecken sich elektrische Drähte 48 durch die Hohlwelle hindurch zu einem Datenübertragungselement 28, das in derselben Weise wie in Fig. 2 angeordnet ist, sich jedoch hier im Innern der Hohlwelle 42 befindet. Der Kraftschrauber ist mit einer Drehwinkel-Messvorrichtung 33 ausgestattet, die eine auf der Hohlwelle 42 sitzende Codescheibe 34 und einen gehäusefesten Winkelsensor 35 aufweist.
Das Ausführungsbeispiel von Fig. 7 unterscheidet sich von demjenigen von Fig. 6 nur dadurch, dass der Torsionssensor 23 außen auf dem Messabschnitt 25 angeordnet ist. Durch die Hohlwelle 42 führt eine Bohrung 46 zur Durchführung der vom Torsionssensor 23 kommenden Kabel in das innere der Hohlwelle.
Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Schlüsselnuss 40 mit einer Hohlwelle 42 verlängert ist, welche einen Messabschnitt 25 enthält, wobei der Torsionssensor 23 im Innern der Hohlwelle 42 angeordnet ist. Die Hohlwelle 42 ist mit einer Zwischenwelle 49 verbunden, welche in eine innere Mitnahmevorrichtung 20a der Welle 17 eingreift. Durch die Zwischenwelle 49 führt das vom Torsionssensor 23 kommende Kabel hindurch, um an der Rückseite auszutreten. Das Ausführungsbeispiel von Fig. 9 unterscheidet sich von demjenigen der Fig. 8 nur dadurch, dass der Torsionssensor 23 auf der Außenseite des Messabschnitts 25 angeordnet ist. Von dort führt eine Bohrung 46 in das Innere der Hohlwelle 42.

Claims

AN S P RU C H E
1. Druckbetriebener Kraftschrauber mit einem Antriebsteil (10) und einem Funktionsteil (11), der ein Gehäuse (14) aufweist, welches einen vom Antriebsteil (10) angetriebenen Ratschenhebel enthält, wobei der Ratschenhebel eine quer durch das Gehäuse (14) verlaufende Welle (17) antreibt, die eine Mitnahmevorrichtung (20; 20a) aufweist, und mit einem das Torsionsmoment ermittelnden Messabschnitt (25) d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Messabschnitt (25) mindestens teilweise in dem von dem Gehäuse (14) umschlossenen Bereich angeordnet ist.
2. Druckbetriebener Kraftschrauber mit einem Antriebsteil (10) und einem Funktionsteil (11), der ein Gehäuse (14) aufweist, welches einen vom Antriebsteil (10) angetriebenen Ratschenhebel enthält, wobei der Ratschenhebel eine quer durch das Gehäuse (14) verlaufende Welle (17) antreibt, die eine Mitnahmevorrichtung (20; 20a) aufweist, und mit einem das Torsionsmoment ermittelnden Messabschnitt (25) , dadurch gekennzeichnet, dass der Messabschnitt (25) an einem Hohlraum (22) der Welle (17) oder einer damit drehfest verbundenen Hohlwelle (42) gebildet ist.
3. Druckbetriebener Kraftschrauber mit einem Antriebsteil (10) und einem Funktionsteil (11), der ein Gehäuse (14) aufweist, welches einen vom Antriebsteil (10) angetriebenen Ratschenhebel enthält, wobei der Ratschenhebel eine quer durch das Gehäuse (14) verlaufende Welle (17) antreibt, die eine Mitnahmevorrichtung (20; 20a) aufweist, und mit einem das Torsionsmoment ermittelnden Messabschnitt (25) , dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnahmevorrichtung als Schlüsselnuss (40) ausgebildet ist, die integraler Bestandteil der Welle (17) ist.
4. Druckbetriebener Kraftschrauber mit einem Antriebsteil (10) und einem Funktionsteil (11), der ein Gehäuse (14) aufweist, welches einen vom Antriebsteil (10) angetriebenen Ratschenhebel enthält, wobei der Ratschenhebel eine quer durch das Gehäuse (14) verlaufende Welle (17) antreibt, die eine Mitnahmevorrichtung (20; 20a) aufweist, und mit einem das Torsionsmoment ermittelnden Messabschnitt (25) , dadurch gekennzeichnet, dass der Messabschnitt (25) an oder in einer Hohlwelle (42) einer Schlüsselnuss (40) angeordnet ist .
5. Kraftschrauber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (22) sich unmittelbar an eine Einsteckausnehmung (21) der Mitnahmevorrichtung (20) anschließt.
6. Kraftschrauber nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuse (14) -ein Winkelsensor (35) vorgesehen ist, der den Drehwinkel der Welle (17) ermittelt.
7. Kraftschrauber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelsensor (35) in einer Kappe (36) angeordnet ist, die das ein Ende der Welle (17) umschließt.
8. Kraftschrauber nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelsensor (35) mit einer Codescheibe (34) zusammenwirkt, die auf dem Ende der Welle (17) befestigt ist. Kraftschrauber nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ende der Welle (17) ein Datenübertragungselement (28) angeordnet ist.
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