DE2520918B1

DE2520918B1 - Vorrichtung zum anziehen einer schraubverbindung

Info

Publication number: DE2520918B1
Application number: DE19752520918
Authority: DE
Inventors: Zerver Hermann J
Original assignee: Hazet Werk Hermann Zerver GmbH and Co KG
Current assignee: Hazet Werk Hermann Zerver GmbH and Co KG
Priority date: 1975-05-10
Filing date: 1975-05-10
Publication date: 1976-08-19
Also published as: IT1060217B; SE7603032L; FR2310841A1; FR2310841B1; JPS5521677B2; JPS51138000A; US4091664A; DE2520918C2; GB1543176A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anziehen einer Schraubverbindung bis zum Erreichen einer vorgegebenen Vorspannkraft im Schraubenschaft, bestehend aus einem Werkzeug zum Anziehen der Schraube bzw. Mutter und aus einer den Verdrehwinkel des Werkzeuges gegenüber einer einstellbaren Ausgangsposition sichtbar machenden Anzeigevorrichtung, die eine auf die jeweilige Ausgangsposition durch Verdrehen gegenüber dem Werkzeug einstellbare Drehwinkelanzeige umfaßt.

Bei der Verwendung von Schraubverbindungen ist es wichtig, die Schrauben bis zum Erreichen einer vorgegebenen Vorspannkraft im Schraubenschaft anzuziehen, um sowohl ein selbsttätiges Lösen der Schraubverbindung zu vermeiden als auch insbesondere eine unzulässige Beanspruchung der Schraubverbindung selbst sowie der miteinander zu verbindenden Teile auszuschließen. Insbesondere beim Anziehen von Schrauben eines Schraubenverbandes ist es wichtig, sämtliche Schrauben mit derselben Vorspannkraft anzuziehen, um ungleiche Beanspruchungen und daraus ein resultierendes Verziehen der miteinander durch die Schrauben verbundenen Teile zu verhindern.

Bei der Verwendung der üblichen Drehmomentschlüssel können trotz hoher Präzision des am Drehmomentschlüssel eingestellten Auslösedrehmoments die anzuziehenden Schrauben mit unterschiedlicher Vorspannkraft beaufschlagt werden, da unterschiedliche Reibwerte im Gewinde und zwischen dem Schraubenkopf und seiner Anlage trotz des in gleicher Größe eingebrachten Drehmoments unterschiedlich große Vorspannkräfte in den verschiedenen Schrauben zur Folge haben. So bewirkt beispielsweise eine Schmierung einer Schraube, daß diese sich leichter im Gewinde dreht und das aufgebrachte Drehmoment in diesem Fall eine größere Dehnung der Schraube zur Folge hat als bei einer mit gleichem Drehmoment angezogenen, jedoch ungeschmierten Schraube.

Um diese Nachteile zu vermeiden, ist es bekannt, die Schrauben eines Schraubenverbandes mit einem geringen Drehmoment anzuziehen und die im plastischen Bereich liegende Dehnung der Schraube dadurch exakt zu erreichen, daß diese um einen bestimmten Drehwinkel angezogen wird. Die hierfür verwendete Vorrichtung besteht aus einem Werkzeug zum Anziehen der Schraube bzw. Mutter und aus einer den Verdreh winkel des Werkzeuges gegenüber einer einstellbaren Ausgangsposition sichtbar machenden Anzeigevorrichtung, die eine auf die jeweilige Ausgangsposition durch Verdrehen gegenüber dem Werkzeug einstellbare Drehwinkelanzeige umfaßt.

Bei dieser aus der DT-PS 16 03 768 bekannten Vorrichtung besteht die Anzeigevorrichtung aus einer in Festpunkten gehaltenen Abstützung mit einer darauf mit Hilfe von Permanentmagneten einstellbar angeordneten sowie als Skalenscheibe ausgebildeten Stellscheibe und aus einer zentral durch die Abstützung und die Stellscheibe ragenden Lagerbüchse, welche drehfest mit dem Werkzeug verbunden ist und einen oder mehrere Zeiger aufweist. Diese bekannte Vorrichtung ist konstruktiv aufwendig, benötigt bei ihrer Benutzung sehr viel Raum und erfordert eine verhältnismäßig umständliche Handhabung, da ihre Verwendbarkeit wegen der Festlegung der Abstützung an hierfür vorgesehenen Stützpunkten auf vorbereitete Fälle beschränkt ist.

Um diese enge Beschränkung zu vermeiden, ist eine weitere Vorrichtung geschaffen worden (DT-AS 21 28 348), die aus zwei vom Werkzeug getrennten Bauteilen besteht, von denen das eine mit dem Werkzeug verbunden wird, wogegen das andere auf dem die anzuziehende Schraubverbindung enthaltenden Werkstück lösbar mittels Magneten befestigt wird. Auch diese bekannte Vorrichtung ist nur beschränkt verwendbar, da nur ebene Werkstücke und solche aus Eisenmetall eine Anwendung zulassen. Außerdem ist eine ordnungsgemäße Ausrichtung der voneinander getrennten und damit leicht verlierbaren Bauteile erforderlich, wenn Ablesefehler ausgeschaltet werden sollen.

Auch die aus der US-PS 28 89 729 bekannte, mit einem Vorabanzug der Schraubverbindung durch ein bestimmtes Drehmoment und anschließend mit Dreh-

winkelmessung arbeitende Vorrichtung besitzt einen konstruktiv aufwendigen Aufbau und einen dementsprechend großen Raumbedarf, da sie mit mechanischen Festpunkten arbeitet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die bei einfachstem Aufbau einen geringen Raumbedarf hat und unabhängig von der Ausbildung und Lage des Werkstückes auf einfache Weise verwendbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung einen auf einen beliebigen Festpunkt ausgerichteten Körper eines richtungsweisenden Gerätes umfaßt, der bei einer Betätigung des Werkzeuges seine Ausgangsstellung beibehält und der mit Hilfe der sich mit dem Werkzeug drehenden Drehwinkelanzeige den jeweiligen Verdrehwinkel anzeigt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt den Vorteil, daß bei ihr kein Festpunkt als Ausgangspunkt für den vorgegebenen Drehwinkel erzeugt werden muß, da der Körper des richtungsweisenden Gerätes den einmal beliebig gewählten Festpunkt während der Betätigung des Werkzeuges beibehält. Es ist somit lediglich erforderlich, die einstellbare Skala durch Verdrehen gegenüber dem Werkzeug auf die jeweilige Ausgangsposition einzustellen, bevor das Werkzeug um den vorgegebenen Drehwinkel betätigt wird. Durch die erfindungsgemäße Ausführung entfällt somit der konstruktive Aufwand zum Erreichen des Festpunktes, so daß die Vorrichtung einfach und universal gehandhabt werden kann, wobei sie zugleich einen sehr geringen Raumbedarf besitzt. Auch versteckt liegende Schraubverbindungen können somit auf einfache Weise mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung betätigt werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Werkzeug als Drehmomentschlüssel ausgebildet, so daß mit ein und derselben Vorrichtung auch ein Anziehen der Schraubverbindung mit dem vorgegebenen niedrigen Drehmoment möglich ist.

Das richtungsweisende Gerät wird bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform als gewichtsbelastetes Pendel mit angeformtem Zeiger ausgebildet, der in der Drehachse der anzuziehenden Schraubverbindung drehbar am Werkzeug gelagert ist. Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist das richtungsbestimmende Gerät als Kompaß ausgebildet, dessen Gehäuse vorzugsweise in der Drehachse der anzuziehenden Schraubverbindung verdrehbar am Werkzeug gehalten ist. Als Kompaß können sowohl Magnetkompasse, Flüssigkeitskompasse oder Kreiselkompasse verwendet werden. Das richtungsweisende Gerät kann auch als Kreisel ausgebildet sein, der durch einen im Kreisel bzw. im Werkzeug angeordneten Motor antreibbar ist.

In der Zeichnung sind vier Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform,

F i g. 2 eine Seitenansicht zu Fig. 1,

F i g. 3 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform,

F i g. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer dritten Ausführungsform und

F i g. 5 einen Längsschnitt durch eine vierte Ausführungsform.

Beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß den F i g. 1 und 2 besteht die Vorrichtung aus einem als Ringschlüssel ausgebildeten Werkzeug 1, an dessen Oberseite ein Steg 2 befestigt ist. An diesem Steg 2 ist eine Skala 3 drehbar angeordnet, wobei die Drehachse dieser Skala 3 identisch mit der Drehachse 4 der anzuziehenden Schraubverbindung ist. Diese Drehachse 4 ist strichpunktiert in F i g. 2 eingezeichnet. Oberhalb der Skala 3 ist ein gewichtsbelastetes

ίο Pendel 5 um die Drehachse 4 der Schraubverbindung drehbar gelagert. An diesem Pendel 5 ist ein Zeiger 5 a angeformt, der mit der Winkeleinteilung der Skala 3 zusammenwirkt.

Mit der voranstehend beschriebenen Vorrichtung werden Schrauben bzw. Muttern einer mit vorgegebenem niedrigen Drehmoment angezogenen Schraubverbindung bis zum Erreichen einer vorgegebenen Vorspannkraft im Schraubenschaft durch Verdrehen um einen vorgegebenen Verdrehwinkel angezogen, sofern die Drehachse 4 der Schraubverbindung nahezu waagerecht verläuft. Das Werkzeug 1 wird zu diesem Zweck auf die Schraube bzw. die Mutter aufgesetzt. Hierbei gelangt das Pendel 5 infolge seines Gewichtes stets in die in F i g. 1 gezeichnete Lage, und zwar unabhängig von der Lage des Werkzeuges 1. Nunmehr wird die Skala 3 mit ihrem Nullpunkt zur Deckung mit dem Zeiger Sa gebracht, bevor das Werkzeug 1 um den auf der Skala 3 ablesbaren Winkel verdreht wird, der jeweils zur Erzeugung der gewünschten Vor-Spannkraft vorgegeben ist.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 ist als Werkzeug ein bekannter Drehmomentschlüssel 6 verwendet, dessen die Größe des Auslösedrehmoments bestimmende Feder 6a und Einstellschraube 6b zu erkennen sind. Bei der dargestellten Ausführungsform besitzt der Drehmomentschlüssel 6 weiterhin eine Knarre 6 c, um absatzweise ohne Veränderung der Drehrichtung arbeiten bzw. die Drehrichtung umkehren zu können.

Auf der Oberseite der Knarre 6 c des Drehmomentschlüssels 6 ist ein Magnetkompaß 7 angeordnet. Das Gehäuse dieses Magnetkompasses 7 ist konzentrisch zur Drehachse der anzuziehenden Schraubverbindung verdrehbar an der Knarre 6 c gehalten, wodurch die Drehachse der Magnetnadel Ta mit der Drehachse der anzuziehenden Schraubverbindung zusammenfällt.

Nach Erreichen des am Drehmomentschlüssel 6

eingestellten Auslösedrehmoments wird das mit einer in Winkelgrade eingeteilten Skala Ib versehene Gehäuse des Magnetkompasses 7 derart verdreht, daß die Magnetnadel la auf den Nullpunkt zeigt. Nunmehr kann das Anziehen der Schraubverbindung um den vorgegebenen Verdrehwinkel erfolgen, dessen Erreichen auf der sich unter der Magnetnadel la wegdrehenden Skala Ib angezeigt wird. Durch die Verwendung eines mit einer Magnetnadel la versehenen Magnetkompasses 7 ist es erforderlich, daß die Drehachse der anzuziehenden Schraubverbindung nahezu senkrecht verläuft.

Um von der jeweiligen Lage der Drehachse der anzuziehenden Schraubverbindung unabhängig zu sein, wird beim dritten Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 4 ein Drehmomentschlüssel 6 verwendet, auf dessen Oberseite ein Flüssigkeitskompaß 8 angeordnet ist.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Drehmomentschlüssel 6 auf seiner Unterseite mit einem Schlüsselvierkant 6d versehen. Die Mittelachse des Flüssigkeitskompasses 8 verläuft auf der Drehachse 4

der anzuziehenden Schraubverbindung, obwohl dies zur Funktionsfähigkeit nicht erforderlich ist. Das Gehäuse 8a des Flüssigkeitskompasses 8 ist mittels eines Reibringes 8 c verdrehbar am Drehmomentschlüssel 6 gehalten. Es umfaßt eine durchsichtige Hohlkugel, in der eine Kugel Sb mit Hilfe einer Flüssigkeit drehbar gelagert ist. Durch eine am Gehäuse 8a angebrachte Skaleneinteilung Sd und durch auf der Kugel Sb angebrachte Teilstriche Se wird der Verdrehwinkel des sich mit dem Drehmomentschlüssel 6 verdrehenden Gehäuses 8 a gegenüber der beispielsweise magnetisch auf einen Festpunkt ausgerichteten und deshalb stehenbleibenden Kugel Sb festgestellt. Die in F i g. 4 dargestellte Ausführungsform ist wegen der besonderen Gestaltung der flüssigkeitsgelagerten Kugel Sb für Schraubverbindungen mit beliebig im Raum stehenden Drehachsen 4 verwendbar.

Bei dem in F i g. 5 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel ist der Drehmomentschlüssel 6 auf seiner Oberseite mit einem motorisch angetriebenen Kreisel 9 versehen, der in einem Gehäuse 9 a angeordnet ist, welches fest mit dem Drehmomentschlüssel 6 verbunden ist. Die Schnittdarstellung in F i g. 5 läßt das in einer Halbkugel 9 b angeordnete, mit einer Winkeleinteilung versehene Ziffernblatt 9 c erkennen, welches mit Schwimmern 9d versehen ist, die innerhalb der Halbkugel 9b von Quecksilber umgeben sind. Die Halbkugel 9b ist auf ihrer Oberseite durch eine Glasscheibe 9e abgedeckt, durch welche ein Zentrierstift 9/ hindurchragt. Auch bei dieser einen Kreisel 9 benutzenden Ausführungsform ist die Verwendung

nicht auf eine bestimmte Lage der Drehachse 4 der anzuziehenden Schraubverbindung beschränkt.

_ς Bezugsziffernliste:

1 Werkzeug

2 Steg

3 Skala

4 Drehachse ίο 5 Pendel

5 a Zeiger

6 Drehmomentschlüssel

6 a Feder

6b Einstellschraube

6 c Knarre

6d Schlüsselvierkant

7 Magnetkompaß la Magnetnadel Ib Skala

ao 8 Flüssigkeitskompaß

8 a Gehäuse 8& Kugel

8 c Reibring

Sd Skaleneinteilung

9 Kreisel

9 a Gehäuse

9 b Halbkugel

9 c Ziffernblatt

9d Schwimmer

9e Glasscheibe

9/ Zentrierstift

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Anziehen einer Schraubverbindung bis zum Erreichen einer vorgegebenen Vorspannkraft im Schraubenschaft, bestehend aus einem Werkzeug zum Anziehen der Schraube bzw. Mutter und aus einer den Verdrehwinkel des Werkzeuges gegenüber einer einstellbaren Ausgangsposition sichtbar machenden Anzeigevorrichtung, die eine auf die jeweilige Ausgangsposition durch Verdrehen gegenüber dem Werkzeug einstellbare Drehwinkelanzeige umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung einen auf einen beliebigen Festpunkt ausgerichteten Körper (5, la, Sb, 9 c) eines richtungsweisenden Gerätes (5, 7, 8, 9) umfaßt, der bei einer Betätigung des Werkzeuges seine Ausgangsstellung beibehält und der mit Hilfe der sich mit dem Werkzeug drehenden Drehwinkelanzeige den jeweiligen Verdrehwinkel anzeigt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug als Drehmomentschlüssel (6) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das richtungsweisende Gerät als gewichtsbelastetes Pendel (5) mit angeformtem Zeiger (5a) ausgebildet ist, der in der Drehachse (4) der anzuziehenden Schraubverbindung drehbar am Werkzeug (1) gelagert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadadurch gekennzeichnet, daß das. richtungsweisende Gerät als Kompaß (7, 8) ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (Ib, Sa) des Kornpasses (7, 8) in der Drehachse (4) der anzuziehenden Schraubverbindung verdrehbar am Werkzeug (6) gehalten ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompaß als Magnetkompaß (7), Flüssigkeitskompaß (8) oder Kreiselkompaß (9) ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das richtungsweisende Gerät als Kreisel ausgebildet ist, der durch einen im Kreisel (9) bzw. im Werkzeug (6) angeordneten Motor angetrieben ist.