DE9415973U1

DE9415973U1 - Drehmomentschlüssel

Info

Publication number: DE9415973U1
Application number: DE9415973U
Authority: DE
Original assignee: Wera Werk Hermann Werner GmbH and Co KG
Current assignee: Wera Werk Hermann Werner GmbH and Co KG
Priority date: 1994-10-05
Filing date: 1994-10-05
Publication date: 1996-02-08
Anticipated expiration: 2004-10-06
Also published as: AU3699495A; EP0785844A1; WO1996011089A1

Description

Drehmomentschlüssel

Die Erfindung betrifft ein mechanisches Werkzeug und im Speziellen ein Werkzeug wie ein Drehmomentschlüssel, welches zur präzisen Einstellung von mechanischen Geräten dient.

In der Vergangenheit wurden verschiedene Drehmomentschlüssel vorgeschlagen, um eine Person dahingehend zu unterstützen, den Grad, mit welchem eine Mutter oder eine Schraube drehmomentzubeaufschlagen ist einzustellen. Allgemein sind vier Arten von Drehmomentschlüsseln bekannt. Die erste Art weist einen Arm mit einem Handgriff an einem Ende auf und gewöhnlich einen Vierkantabtrieb am anderen Ende zur Befestigung an einem Schraubkopf. Der Arm durchbiegt sich, wenn ein Drehmoment auf eine Mutter durch eine Nuß am Arbeitsende beaufschlagt wird, wobei ein parallel am Arm einseitig angeordneter Zeiger zu einer Position auf einer im rechten Winkel auf dem Arm befestigten Skala zeigt. Der Zeiger dient als Meßglied für das auch auf die Mutter aufgewandte Drehmoment. Dieser Typ Schlüssel hat keine beweglichen Teile auf der Seite des Arms, welcher sich bei Drehmomentbeaufschlagung biegt. Diese Erstart Drehmomentschlüssel ist insbesondere nicht genau, da er von einem Anzeiger abhängt, welcher physikalisch gegenüber einer sehr kleinen linearen Skala bewegt wird. Die Anzeigen der Skala sind typischerweise eingedrückt oder auf ein Metallstück gestempelt und relativ schwierig zu lesen. Die Schwierigkeit besteht zum einen wegen eines fehlenden Kontrastes in den Abbildungen auf der Skala und zum anderen in einem Parallaxenfehler beim Lesen des Zeigers gegen die Skala.

VGN: 247 243 21 518 DE Dr.G./Gz./Ba. 17.01.1995

Eine zweite Art von Drehmomentschlüssel hat einen hohlen, gewöhnlich zylindrischen Arm, welcher einen Mechanismus beinhaltet, das Drehmoment einzustellen. Im Hohlarm ist eine Klinke vorgesehen, gegen welche ein Ende eines Balkens gedrückt wird, welcher mit dem Antriebskopf verbunden ist. Der Balken und der Antriebskopf sind am hohlen Arm angenadelt, um bei Drehmomentbeaufschlagung zu verschwenken. Die Klinke löst sich, wenn die von dem Balken aufgewandte Kraft einhergehend mit der Nußdrehung einen bestimmten vom Anwender eingestellten Wert überschreitet. Das Loslösen erlaubt dem Balken, die Innenseite des Armes zu treffen, um ein Geräusch zu erzeugen, welches anzeigt, daß ein gesetztes Drehmoment erreicht ist. Der Drehmomentwert wird durch Steigern oder Abschwächen einer Kraft einer Feder eingestellt, welche gegen die Klinke drückt und diese gegen den Balken festhält. Die Federkraft wird durch Drehen einer Handhabe geändert, welche ein Gewinde bewegt, um den Drehmomentwert einzustellen. Die Werte sind auf eine Skala auf der Außenoberfläche des hohlen Arms aufgeprägt oder aufgestempelt und ändern sich nicht. Diese Art von Drehmomentschlüssel ist sowohl einstellbar, als auch genauer als die erste, wenn Nullpunkt (oder Minimum) und die Maximalstellungen korrekt kalibriert ist; ein derartig kalibrierter Schlüssel kann ungefähr 5% genau zum Skalenwert sein. Die Herstellung eines derartigen Drehmomentschlüssels, bei welchem eine genaue Kalibrierung erzielt ist, ist sehr arbeitsintensiv und macht deshalb diese Art von Drehmomentschlüssel teuer.

j
Eine dritte Art von Drehmomentschlüssel beinhaltet in einem hohlen Arm einen langen Balken, an welchem eine Torsionsachse vorgesehen ist, welche mit dem Nußantrieb verbunden ist. Die Achse ist derart physikalisch angebunden, daß eine mechanische Nummernscheibe bewegt wird,

VGN: 247 243 21 518 DE Dr.G./Gz./Ba. 17.01.1995

welche ein Auslesen des Drehmomentwertes erlaubt. Die Genauigkeit dieser Art von Drehmomentschlüssel hängt von der Genauigkeit der Wärmebehandlung des Metalls ab, welches im Hebelarm und anderen Dingen benutzt wird. Diese Drehmomentschlüssel haben eine Genauigkeit von etwa 2%.

Mit allen diesen drei Arten von Drehmomentschlüsseln ist die Genauigkeit des Auslesens abhängig von der Genauigkeit der Einstellung des niedrigen Endes der Skala auf einen niedrigen Drehmomentwertes und des oberen Endes der Skala auf einen maximalen Drehmomentwert während der Kalibrierung. Dies ist recht schwierig mit der zweiten und dritten Art, weil die Kalibrierung durch eine physikalische Einstellung von einigen Teilen des inneren Mechanismus des Schlüssels im Hinblick auf die Skala getätigt werden muß, welche selbst vor der Kalibrierung bestimmt wird und nicht änderbar ist.

Eine weitere Schwierigkeit mit dieser Art Drehmomentschlüsseln ist, daß sie sehr schwierig zu lesen sind, insbesondere solche, bei denen die Skala einfach in das Metallstück eingepreßt ist.

Eine vierte Art von Drehmomentschlüsseln behebt einige dieser Schwierigkeiten zu einem merklichen Preis. Diese Art von Drehmomentschlüssel benutzt eine Vielzahl von Dehnungsmeßstreifen, welche dazu verwendet werden, die Biegung eines festen Armes zu messen, um ein elektrisches Ausgangssignal zur Verfügung zu stellen, welches dazu benutzt werden kann, den Drehmomentwert zu bestimmen. Solche Drehmomentwerte werden typischerweise in einfacher Weise lesbar auf einem digitalen Anzeigeteil angezeigt. Diese Drehmomentschlüssel benötigen eine sehr komplexe Elektronik und extrem präzise mechanische Tei-

VGN: 247 243 21 518 DE Dr.G./Gz./Ba. 17.01.1995

le, um präzise zu funktionieren. Deswegen sind diese Bauteile sehr teuer, typischerweise 5 bis lOmal so teuer wie die Drehmomentschlüssel der zweiten Art. Weiter stellen diese Drehmomentschlüssel kein Geräusch zur Verfügung, welches anzeigt, daß ein vorhergesetztes Drehmoment erreicht ist.

Es ist wünschenswert, einen genaueren Drehmomentschlüssel vorzusehen, welcher in einfacher Weise eingestellt werden kann mit wenig Arbeit und welcher leicht äuslesbar ist.

Zusammenfassung der Erfindung;

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen akkurateren Drehmomentschlüssel anzugeben, welcher in einfacher Weise eingestellt werden kann, mittels sehr kleiner Arbeit und welcher einen leicht lesbaren Ausgang ausbildet.

Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen genaueren Drehmomentschlüssel anzugeben, als solche welche im Stand der Technik erhältlich sind, welcher einfach und genau kalibriert werden kann zu minimalen Preisen.

Es ist noch eine andere Aufgabe, eine Einheit anzugeben, die für bestimmte Drehmomentschlüssel geeignet ist, einen genaueren Drehmomentschlüssel auszubilden, als derzeitig erhältlich.

Diese und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden in einem Drehmomentschlüssel verwirklicht, welcher ein äußeres Gehäuse beinhaltet, beibehaltend einen Drehmomentschlüsselarm, wobei das Gehäuse ein Potentiome-

VGN: 247 243 21 518 DE Dr.G./Gz./Ba. 17.01.1995

ter aufnimmt, welches sich mit einer inneren Drehmoment-Einstellfeder bewegt. Eine elektronische Schaltung mißt die Bewegung des Potentiometer, welche direkt zur Änderung der Federlänge korrespondiert und stellt ein digitales Auslesen auf einer Anzeige zur Verfügung. Der Schlüssel kann durch Einstellen des oberen und unteren Punktes auf der Anzeige durch Verwendung der elektronischen Schaltung eingestellt werden.

Diese und andere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden besser verstanden unter Bezugnahme auf die detaillierte Beschreibung, welche folgt zusammen mit den Zeichnungen, in welchen gleiche Elemente mit gleichen Bezeichnungen versehen sind in den verschiedenen Ansichten.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist eine perspektivische Darstellung eines Drehmomentschlüssels nach der vorliegenden Erfindung.

Figur 2a+b sind Schnittdarstellungen des Drehmoment schlüsseis, welcher nach der Lehre des Standes der Technik gefertigt wurde in einer ersten und einer zweiten Stellung.

Figur 3 ist eine Untersicht eines Teils der Erfindung nach Figur 1.

Figur 4 ist eine endseitige Darstellung eines Teils der Erfindung nach Figur 3.

Figur 5 ist ein Ausschnitt, welcher das Innere des Schlüssels gemäß Figur 1 illustriert.

VGN: 247 243 21 518 DE Dr.G./Gz./Ba. 17.01.1995

Figur 6 ist ein Schaltungsdiagramm, welches die Ausgestaltung der Schaltung in einem Teil des Schlüssels gemäß Figur 1 illustriert.

Detaillierte Beschreibung

Bezugnehmend auf die Figuren 2a und 2b ist ein Drehmomentschlüssel 10 dargestellt, welcher gemäß dem Stand der Technik gefertigt wurde. Der Drehmomentschlüssel 10 beinhaltet einen äußeren Arm 11, welcher typischerweise in seiner Form zylindrisch ist. Ganz allgemein sind auch rechteckige Arme bekannt. Angenadelt an einem Ende des Armes 11 durch eine Nadel 12 ist ein Antriebsteil 13, welches typischerweise eine Ratsche (nicht in den Figuren dargestellt) beinhaltet. Das Antriebsteil 13 ist einendig als Balken 14 geformt, welcher in das hohle zylindrische Innere des Armes 11 eingesteckt ist und gegen eine Klinke 15 im Arm 11 drückt. Eine Feder 17 im hohlen, zylindrischen Inneren des Armes 11 drückt gegen einen Nocken 18, welcher die Klinke 15 in Stellung gegen den Boden des Balkens 14 hält zwischen vorspringenden Kanten 16. Die Feder 17 kann durch Drehen einer Schraube 20 zusammengedrückt werden, um den Druckblock 21 zu bewegen. Die Schraube 20 bewegt sich in einem Gewinde eines Klotzes 23, welcher in einer Stellung relativ zum Arm 11 befestigt ist, allgemein durch einen Preßsitz oder durch Nadeln. Die Handhabe 25 paßt über ein Ende der Schraube 20 und bewirkt, daß die Schraube dreht, wenn die Handhabe gedreht wird. Die Handhabe bewegt sich mit der Schraube 20 und hat eine Kante 26 welche an die Skala 27 angrenzt, welche gewöhnlich in die äußere Oberfläche des Armes 21 eingepreßt ist. Die Skala sieht Markierungen vor, um das Drehmoment, was mit dem Schlüssel 10 angezogen werden soll einzustellen.

VGN: 247 243 21 518 DE Dr.G./Gz./Ba. 17.01.1995

• i

Wie man der Figur 2b entnimmt, tendiert das Antriebsteil um die Nadel 12 zu schwenken, wenn ein Drehmoment auf das Antriebsteil 13 ausgeübt wird. Die Klinke 15 ist durch die Kanten 16 des Balkens 14 gehalten und hält den Balken des Antriebsteiles 13 fest, bis das Drehmoment die Kraft der Feder 17 übertrifft und die Klinke 15 auf der oberen Oberfläche des Nockens 18 schwenkt. Wenn die Klinke 15 schwenkt, wird der Balken 14 des Antriebteiles 13 gelöst und bewegt sich gegen die innerer Zylinderwand des Armes 11 mit einem hörbaren Klick. Dieser Klick und das momentane Lösen der Kraft auf das Antriebsteil werden vom Benutzer bemerkt, um anzuzeigen, daß der auf der Skala 27 gesetzte Drehmomentwert erreicht ist.

Um sicher zu gehen, daß die Drehmomentwerte richtig sind, muß die Feder, insbesondere der Wert der Federkonstante, die Klinkenoberflächen und -Dimensionen, und die Nockenoberfläche und -Dimensionen sehr genau gefertigt sein. Ergänzend muß der Schlüssel 10 eingangs kalibriert werden, so daß die Drehmomentwerte richtig sind an beiden, unteren und oberen Enden der Skala. Das untere Ende der Skala wird sehr einfach eingestellt, durch Bewegung der Bodennuß 24, so daß der Handgriff auf und ab auf dem hohlen Arm bewegt wird, bis eine markierte Position auf der Kante 26 der Handhabe 25 an den niedrigsten Wert der Skala angrenzt, ein Wert von gewöhnlich ungefähr 20% der vollen Skalierung. Die untere Position wird gegen ein bekanntes Drehmoment getestet, welches nach jeder Justierung auf den Antrieb wirkt, bis der Wert des Drehmomentes auf den Punkten der Skala korrekt ist. Das obere Ende der Skala ist sehr viel schwieriger einzustellen als das untere Ende kalibriert wurde. Die obere Position ist gegen ein bekanntes Drehmoment getestet, welches auf den Antrieb solange ausgeübt wird, bis der Wert des aufgewandten Drehmomentes übereinstimmt mit dem auf den

VGN: 247 243 21 518 DE Dr.G./Gz./Ba. 17.01.1995

höchsten Punkt der Skala gesetzten. Wenn der Drehmomentwert, nicht zum Wert der Skala gegenüber der Markierung auf der Kante 26 eingangs paßt, erfolgt die Abstimmung dadurch eingestellt, daß die Klinke 15 ausgetauscht wird gegen eine Klinke, welche dünner oder dicker ist. Dies macht es notwendig, daß das Antriebsteil 13 durch Herausnehmen der Nadel 12 entfernt wird, so daß die neue Klinke eingesetzt werden kann. Dann wird der höchste Wert der Skala erneut gemessen gegen das Drehmoment, welches an der obersten Position zu erwarten ist. Wenn dies immer noch nicht stimmt, muß das Verfahren erneut beginnen. Es ist augenscheinlich, daß dies ein sehr arbeitsintensives Verfahren ist, um eine richtige Abstimmung der Werte für die Genauigkeit des Drehmomentschlüssels sicherzustellen. In einigen Fällen muß auch die Feder ersetzt werden, welches in weitere Arbeit und Kosten resultiert. Variationen in Federkonstante, Oberflächenbearbeitung, Schmierung und Materialfestigkeit machen es notwendig, jeden Schlüssel individuell hinsichtlich einer richtigen Klinkendicke zu überprüfen.

Die vorliegende Erfindung elemeniert die Notwendigkeit den Schlüssel physikalisch zusammenzusetzen und auseinandernehmen, um die Drehmomentwerte richtig zu kalibrieren unabhängig von Variationen in der Federlänge, der Federkonstante und der Klinkendicke. Die vorliegende Erfindung liefert genauere Drehmomentwerte, wegen der höheren Auflösung der Digitalanzeige, von welcher die Werte leicht lesbar sind und der Spanne der Einstellung der Skala. Figur 1 illustriert die vorliegende Erfindung in perspektivischer Darstellung. Figuren 3 und 4 sind Boden- und Endansichten eines Teiles des Schlüssels 30, wie er in Figur 1 gezeigt ist, und Figur 5 ist ein Schnitt des Armes und des Inneren des Schlüssels 30, wie er in Figur 1 gezeigt ist.

VGN: 247 243 21 518 DE Dr.G./Gz./Ba. 17.01.1995

• ·· 9 *

Der Schlüssel 30 beinhaltet einen hohlen Arm, welcher identisch sein kann wie der des Stand der Technik 10. In der Tat kann der Schlüssel 30 die selben inneren Teile benutzen, angeordnet in der selben Weise wie diese Teile des Schlüssels 10, einschließlich des Antriebteiles 13, welches an einem Ende des Armes 11 drehbar gelagert ist, mit einem Balken 14, welcher in den Arm 11 hineinragt und gegen eine Klinke 15 drückt, eine Feder 17, welche gegen einen Nocken 18 drückt, welcher die Klinke in einer Stellung gegen den Boden des Balken 14 drückt, eine Schraube 20, welche in Gewindegängen eines festen Klotzes 23 sich bewegt, um den Druckblock 21 zum Spannen der Feder 17 zu betätigen, und mit einer Handhabe 25, welche über ein Ende der Schraube paßt und welche diese dreht, wenn die Handhabe gedreht wird.

Ergänzend zu diesen Teilen beinhaltet der Schlüssel 30 ein Gehäuse 31, welches auf den Arm 11 geklemmt ist (so z. B. mit Schrauben in den Arm 11 oder in eine Rückenplatte) und welche eine elektronische Schaltung 30 hält, zur Umwandlung einer Messung der Änderung der Länge der Feder 17 in das Drehmoment zu jeder Stellung, in welche die Handhabe gebracht wird und welche eine Ausgangsanzeige des Drehmomentes mittels einer Dxgxtalausgangsanzeige 33 bereitstellt. Um eine Messung der Änderung der Federlänge vorzusehen und so des Drehmomentes, beinhaltet die elektronische Schaltung 34 im Gehäuse ein Potentiometer 35. Das in dem Ausführungsbeispxel gezeigte Potentiometer 35 ist ein Schiebepotentiometer, welches einen Schieber 37 aufweist, welcher davon abragt. Der Schieber 37 bewegt sich in der Stellung, wie es durch die Pfeile in Figur 3 gezeigt ist und ändert dabei physikalisch den inneren Widerstand des Potentiometers.

VGN: 247 243 21 518 DE Dr.G./Gz./Ba. 17.01.1995

Das freie Ende des Schiebers 37 ist eingesteckt durch einen Schlitz 38 in der Seite des Armes 11 und ragt in eine Öffnung 39, welche im Druckblock 23 oder einem ähnlichen Block vorgesehen ist, welcher derart befestigt ist, daß er mit der Drehung der Schraube 20 sich linear bewegt (s. Fig. 5). Wenn der Druckblock 21 einhergehend mit einem Zusammendrücken oder Lösen der Feder sich bewegt, bewegt sich der Schieber 37 auf dem Potentiometer 35 zusammen mit der Änderung der Federlänge. Da die Strecke, die sich die Feder 17 bewegt multipliziert mit der Federkonstante gleich der Kraft ist, die von der Feder auf die Klinke ausgeübt wird, und da die aufgewandte Kraft ein direktes Maß für das Drehmoment ist, welches der Schlüssel abgibt, wenn sich die Klinke bewegt, übersetzt die Schaltung 34 den Weg des Potentiometerschiebers 37 direkt in die Ausgabe des Drehmomentes, welches auf die Anzeige dargestellt wird. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Anzeige 33 eine Digitalausausgabe, entweder in Fuß/Pfund oder Newton/Meter, welche individuell ausgewählt werden kann mittels des Schalters 36. Andere Maßeinheiten für das Drehmoment können vorgesehen sein in anderen Ausgestaltungen der Erfindung. Die Schaltung beinhaltet Mittel, um beide, die oberen und die unteren Setzwerte der Anzeige zu kalibrieren, welche den Weg der Feder 17 messen in einer elektronisch einstellbaren Skala. Diese können durch äußere Schrauben 40, 41 und 42 kalibriert werden, welche zum Äußeren des Gehäuses 31 ragen. Die Anordnung erlaubt somit den Schlüssel zu kalibrieren ohne das Innere des Schlüssels zu öffnen und mit einem Minimum an Arbeit. Nicht nur Arbeit wird gespart, auc^;h die Komponentenpreise können reduziert werden, da die Eigenschaften der verschiedenen internen Teile, wie z. B. die Größe von Nocken, Klinke und die Feder und die Federkonstante nicht präzise genau sein müssen, wie es beim Stand der Technik der Fall ist.

VGN: 247 243 21 518 DE Dr.G./Gz./Ba. 17.01.1995

11

Irgendwelche sich wiederholenden Ungenauigkeiten können durch die elektronische Schaltung zu einem genaueren Grad korrigiert werden als beim Stand der Technik.

Es ist auch wichtig, daß die Anordnung eine gutlesbare und sehr genaue Ausgabe des von der Handhabe eingestellten Drehmomentes erlaubt. Von weiterer ökonomischer Wichtigkeit ist es, daß die Anordnung es erlaubt, das exakt der gleiche Typ von Drehmomentschlüssel benutzt werden kann, wie vorher, ohne den Austausch von wichtigen Teilen. Alte Schlüssel können nachgerüstet werden, um die Erfindung zu verwirklichen, durch einen einfachen Schlitzeinschnitt in die Seite des Armes 11, Bohren einer Öffnung in den Druckblock 21, in welchen der Schieber 37 hineinpaßt und Zufügen des Gehäuses 31, welches die Schaltung 34 beinhaltet mit dem Potentiometer 35. So modifiziert sieht der Schlüssel immer noch ein ruckartiges Lösen des Balkens 14 vor, wenn der Drehmomentwert, welcher eingestellt ist, erreicht ist, einhergehend mit einem Klick zum Zeitpunkt des Lösens.

Die Figur 6 ist ein Schaltungsdiagramm, welche eine Ausgestaltung der Schaltung illustriert, welche mit der Erfindung zusammenwirkt. Die Schaltung 50 beinhaltet ein Potentiometer 51, welches physikalisch so angeschlossen ist, um die Verschiebung des Druckblockes 21 mittels eines Schiebers {gezeigt in Figur 3 und 4) zu messen. Ein Drehpotentiometer in Reihe mit der Schraube 20 kann ebenso benutzt werden und würde eine ähnlich benutzbare Ausgabe liefern. Das Potentiometer 51 ist zwischen einer Potentialquelle Vcc und der Masse mittels Widerständen 52, 53 und 54 verbunden. Ein paralleler Zweig zwischen den Widerständen 52 und 54 beinhaltet ein zweites Potentiometer 55, welches eingestellt wird, um eine Nullausgabe am Ausgang einer Anzeige 33 vorzusehen. Der Wert wel-

VGM; 24 7 243 21 518 DE Dr.G./Gz./Ba. 17.01.1995

eher durch das Potentiometer 35 geliefert ist, wird übertragen an einen Eingang INHI eines Zweikreisanalog-Digitalwandlers (A/D) 59. In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Konverter 59 erhältlich unter der Teilenummer ICL7136CM44 durch "Maxim Integrated Products , Incorporated". Der Wert der von dem Potentiometer 55 bereitgestellt wird, wird übertragen an einen Eingang INLO des A/D-Wandlers 59. Die Analogwerte, welche zu dem A/D-Wandler 59 übertragen werden, werden in digitale Werte gewandelt und zur Anzeige an die Anzeige 33 übertragen. In der bevorzugten Ausgestaltung ist die Anzeige 33 eine direktbetriebene LCD-Anzeige, welche im Stand der Technik bekannt ist. Die Anzeige 33 sieht eine Digitalauslesung des Drehmomentwertes vor, welche durch die Position des Schiebers des Potentiometers 51 symbolisiert ist.

Wie ausgeführt worden ist, erlaubt das Potentiometer 55 das unter Ende der Skala auf Null zu setzen durch einfache Einstellung der Potentiometerstellung. Typischerweise wird dieses Nullsetzen durch Einstellen einer Schraube (s. 41, 42, 43 in Fig. 2) getätigt, deren Kopf durch die Seite des Gehäuses 31 für die Schaltung 50 ragt zum externen Einstellen. In einer Ausgestaltung liegen die Schrauben günstigerweise vertieft, so daß sie nicht leicht verstellt werden können aus der Position, in welche sie eingestellt sind.

Das obere Ende der Skala, welche von der Anzeige 33 gebildet ist, wird durch zwei weitere Potentiometer 60 und 61 eingestellt, welche parallel verbunden sind zwischen Masse und Versorgungspotential Vcc über Widerstände 62 und 63. Eine Zenerdiode 65 ist verbunden zwischen dem Widerstand 62 und Masse, um eine genau festgelegte Spannung an den Potentiometern 60 und 61 zu geben. Das

VGN: 247 243 21 518 DE Dr.G./Gz./Ba. 17.01.1995

13

eine oder das andere der Potentiometer 60 oder 61 kann an einen Eingangskontakt des A/D-Wandler angeschlossen sein, durch einen Auswahlschalter, welcher als Schalter 36 in Figur 1 dargestellt ist. Die Potentiometer 60 und 61 erlauben die direkte Einstellung des vollen Skalenwertes, welcher durch die Anzeige 33 zur Verfügung gestellt wird. Wenn der Schalter 36 das Potentiometer 60 auswählt, wird der Wert in Fuß/Pfund ausgegeben. Wählt der Schalter 36 das Potentiometer 61, erfolgt die Ausgabe in Newton/Meter. Wie das Potentiometer 55 kann eine versenkte Schraube zur Einstellung durch die Seite des Gehäuses 31 ragen, welche die Schaltung 50 hält, zur externen Einstellung. Wie ausgeführt, können auch andere Werte für Drehmomenteinheiten in speziellen Ausgestaltungen benutzt werden.

Insoweit wird durch die Erfindung die Nulleinstellung und die Maximalwerteinstellung in einfacher Weise durchgeführt von außerhalb des Gehäuses 31 ohne den Zugriff auf irgendeine Innerei des Schlüssels. Weiterhin kann wie ausgeführt - das Gehäuse 31, welches die Elektronik der vorliegenden Erfindung aufnimmt, in einfacher Weise zu neuen oder gebrauchten Modulen von Drehmomentschlüsseln ergänzt werden, welche nach dem Stand der Technik Arbeiten, um die Vorteile der vorliegenden Erfindung zu bewirken, mit nicht mehr als dem Bohren eines einzelnen Loches oder eines simplen Schlitzes.

Andere Teile der Schaltung 50 in Figur 6 sind dem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet des Schaltungsdesigns wohl bekannt. Für ein leichtes Verständnis wurden diese Teile mit Bezeichnungen versehen, um ihren Gebrauch zu illustrieren. Werte der verschiedenen Komponenten sind in der Zeichnung aufgeführt.

VGN: 247 243 21 518 DE Dr.G./Gz./Ba. 17.01.1995

14

Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben. Der Fachmann kann hieraus verschiedene Modifikationen und Veränderungen durchführen, ohne den Gedanken und den Umfang der Erfindung zu verlassen. Zum Beispiel kann die elektronische Schaltung, so wie sie hier offenbart ist benutzt werden mit einem Potentiometer, welches einen Schieber hat, welcher bewegt wird, um die Auslenkung eines Zeigearmes entsprechend den Drehmomentschlüsseln der ersten Art, wie sie oben beschrieben worden ist, zu messen. Ähnlich kann die elektronische Schaltung so wie sie beschrieben worden ist benutzt werden, mit einem Potentiometer, welches einen Schieber hat, welcher bewegt wird, um die Durchbiegung einer Torsionswelle zu messen entsprechend einem Drehmomentschlüssel der vierten Art, wie oben beschrieben. Die Anordnung dieser Erfindung kann ebenso benutzt werden in Drehmomentschraubendreher, welche einen ähnlichen Mechanismus benutzen, wie der Stand der Technik in Figur 2. Die Erfindung könnte in gleicher Weise benutzt werden mit mechanischen Werkzeugen, welche ein inneres Teil haben, welches sich linear bewegt mit einer Messung, welche durch das Werkzeug verwirklicht ist. In der Tat jedes mechanische Werkzeug, welches erste und zweite Elemente aufweist, welche sich linear zueinander bewegen, oder in einer geraden Linie oder winklig oder gegeneinander um eine Messung vorzusehen, können geeignet sein, die Erfindung zu benutzen, mittels einer Schaltung, welche eine Anzeige hat, die auf einen Ausgang von einem Potentiometer antwortet, wobei das Potentiometer relativ zu einem Element befestigt ist und einen Schieber aufweist, welcher geeignet ist, mit anderen Element sich zu bewegen. Die Erfindung sollte darum anhand der Ansprüche gemessen werden.

VGN: 247 243 21 518 DE Dr.G./Gz./Ba. 17.01.1995

15

Die in der vorstehenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung von Bedeutung sein. Alle offenbarten Merkmale sind erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen.

VGN: 247 243 21 518 DE Dr.G./Gz./Ba. 17.01.1995

Claims

AMSPRUCHE

1. Mechanisches Werkzeug, welches eine Ausgangsanzeige eines bestimmten Wertes eines Drehmomentes ermöglicht,

mit einem ersten Element,

einem zweiten Element, welches sich zum Bereitstellen des Ausgangssignals gegenüber dem ersten Element gradlinig verlagert,

mit einem ein Potentiometer aufweisenden Schaltkreis,

wobei der Schaltkreis zum Bereitstellen einer Anzeige entsprechend einem Ausgang des Potentiometers geschaltet ist,

wobei das Potentiometer am ersten Element befestigt ist und

wobei das Potentiometer einen Schieber aufweist, welcher geeignet ist, sich mit dem zweiten Element zu bewegen.

2. Mechanisches Werkzeug nach oder insbesondere nach Anspruch I₁ in welchem die Schaltung Mittel beinhaltet, zum Einstellen eines unteren Anzeigewertes und eines oberen Anzeigewertes einer Anzeige.

3. Mechanisches Werkzeug nach oder insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, in welchem die Mittel zur Einstellung eines unteren Anzeigewertes und eines oberen Anzeigewertes der Anzeige beinhalten zweite und dritte Potentiometer.

VGN: 247 243 21 518 DE Dr.G./Gz./Ba. 17.01.1995

* ··· • • · ··· ··
« · ····
• * ·* > ··· ···
• f ·· ·*

4. Mechanisches Werkzeug nach oder insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, in welchem die Schaltung Mittel beinhaltet, zur Änderung der Einheiten, in welchen die Anzeigewerte auf der Anzeige dargestellt werden.

5. Mechanisches Werkzeug aufweisend ein erstes Element, ein zweites Element, welches sich relativ zum ersten Element gradlinig verlagert, um eine Messung zu ermöglichen, eine Schaltung, welche ein Potentiometer aufweist, wobei die Schaltung derart geschaltet ist, daß eine Anzeige entsprechend einem Ausgang des Potentiometers vorgesehen ist, wobei das Potentiometer am ersten Element befestigt ist und wobei das Potentiometer einen Schieber aufweist, welcher geeignet ist, sich mit dem zweiten Element zu bewegen.

6. Mechanisches Werkzeug nach oder insbesondere nach Anspruch 5, in welchem die Schaltung Mittel beinhaltet, um den unteren und oberen Anzeigewert der Anzeige einzustellen.

7. Mechanisches Werkzeug nach oder insbesondere nach Anspruch 6, in welchem die Mittel zur Einstellung eines unteren Anzeigewertes und eines oberen Anzeigewertes der Anzeige zweite und dritte Potentiometer zur Einstellung der unteren und oberen Anzeigewerte beinhalten.

8. Mechanisches Werkzeug nach oder insbesondere nach Anspruch 7, in welchem die Schaltung;Mittel beinhaltet zum Ändern der Einheiten, in welchen die Anzeigewerte auf der Anzeige dargestellt werden.

9. Ein Drehmomentwerkzeug, aufweisend ein festes Element, eine Feder, welche am festen Element befestigt

VGN: 247 243 21 518 DE Dr.G./Gz./Ba. 17.01.1995

18

ist, deren eines Ende so angeordnet ist, um Kraft auszuüben auf, und deren anderes Ende geeignet ist, um sich gradlinig zu bewegen zum festen Element, wobei der Wert der Kraft eingestellt ist, um ein Meßergebnis zu erhalten, ein Mechanismus um ein Drehmoment aufzuwenden, welches proportional der Kraft ist, welche von der Feder ausgeübt wird, eine Schaltung, welche ein Potentiometer hat, wobei die Schaltung so geschaltet ist, um einen Ausgang des Potentiometers anzuzeigen, wobei das Potentiometer am ersten Element befestigt ist und das Potentiometer ein bewegliches Element hat zur Variierung des Widerstandes, welches geeignet ist, sich mit dem Ende der Feder zu bewegen, welche sich bewegt.

10. Ein Drehmomentwerkzeug nach oder insbesondere nach Anspruch 9, in welchem die Feder ein Arm ist, welcher sich biegt, wenn ein Drehmoment aufgewandt wird.

11. Ein Drehmomentwerkzeug nach oder insbesondere nach Anspruch 9, in welchem die Feder eine Zylinderfeder ist, welche einstellbar ist, um die aufgewandte Kraft zu variieren.

12. Ein Drehmomentwerkzeug nach oder insbesondere nach Anspruch 11, welches weiter eine Klinke aufweist, welche die Kraft aufnimmt, die von der Feder aufgebracht wird und einen Antriebsarm, welcher um ein festes Element drehbar angeordnet ist, um eine Kraft auf die Klinke aufzuwenden.

13. Ein Drehmomentwerkzeug nach oder insbesondere nach Anspruch 9, welches weiter aufweist einen Ausgangsmechanismus beinhaltend einen Schraubendreher.

VGN: 247 243 21 518 DE Dr.G./Gz./Ba. 17.01.1995

14. Vorrichtung zum elektrischen Auslesen eines mechanischen Werkzeuges, welches beinhaltet ein erstes Element, und ein zweites Element, welches sich gradlinig zum ersten Element bewegt, wobei die Vorrichtung aufweist: ein Gehäuse, welches geeignet ist, am ersten Element des mechanischen Werkzeuges befestigt zu werden, eine im Gehäuse befestigte Schaltung, wobei die Schaltung ein Potentiometer aufweist, welches in die Schaltung geschaltet ist, um in der Schaltung einen Widerstand zu variieren, wobei eine Anzeige am Gehäuse befestigt ist und in der Schaltung so geschaltet ist, um eine Änderung des Widerstandes anzuzeigen, welche in der Schaltung durch das Potentiometer verursacht wird, wobei das Potentiometer dazu geeignet ist, am ersten Element befestigt zu werden und das Potentiometer ein bewegliches Element aufweist, zur Änderung des Widerstandes des Potentiometers und zur Bewegung mit dem zweiten Element.

15. Vorrichtung nach oder insbesondere nach Anspruch 14, in welcher die Schaltung beinhaltet Mittel zur Einstellung eines niedrigen Anzeigewertes und eines hohen Anzeigewertes der Anzeige.

16. Vorrichtung nach oder insbesondere nach Anspruch 15, in welcher die Mittel zur Einstellung eines niedrigen Anzeigewertes und eines oberen Anzeigewertes der Anzeige beinhalten zweite und dritte Potentiometer.

17. Vorrichtung nach oder insbesondere nach Anspruch 16, in welcher die Schaltung beinhaltet Mittel zur Änderung der Einheit in welcher die Meßwerte auf der Anzeige dargestellt werden.

18. Vorrichtung zum Einstellen eines Drehmomentes, insbesondere handbetriebener Drehmomentschlüssel, mit einem

VGN: 247 243 21 518 DE Dr.G./Gz./Ba. 17.01.1995

festen ersten Element und einem gegenüber dem ersten Element zur Einstellung eines bestimmten Drehmomentwertes verlagerbaren zweiten Element, gekennzeichnet durch ein zum ersten Element ortsfesten Potentiometer, dessen Schieber zufolge einer Verlagerung des zweiten Elementes verlagerbar ist.

19. Vorrichtung insbesondere nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element ein Gehäuse oder ein gehäusefestes Bauteil des Drehmomentschlüssels ist, und daß durch Verlagerung des zweiten Elementes die Vorspannung einer Feder einstellbar ist.

20, Vorrichtung nach oder insbesondere nach Anspruch 18 oder 19, gekennzeichnet durch eine im Gehäuse angeordnete, von der Feder druckbeaufschlagte Klinke (15), welche sich einhergehend mit einer Relativverlagerung des Arbeitsendes (13) zum Gehäuse bei Erreichen des bestimmten Drehmomentwertes verlagert.

VGM; 247 243 21 518 DE Dr.G./Gz./Ba. 17.01.1995