EP0133557A1 - Ratchet wrench for driving screws - Google Patents

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Publication number
EP0133557A1
EP0133557A1 EP84109231A EP84109231A EP0133557A1 EP 0133557 A1 EP0133557 A1 EP 0133557A1 EP 84109231 A EP84109231 A EP 84109231A EP 84109231 A EP84109231 A EP 84109231A EP 0133557 A1 EP0133557 A1 EP 0133557A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
key
screw
hand
tightening
values
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP84109231A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0133557B1 (en
Inventor
Oskar Mohilo
Eberhard Dr. Dipl.Ing. Mayer
Jürgen Koltermann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Staiger Mohilo and Co GmbH
BELZER DOWIDAT GmbH
Original Assignee
Dr Staiger Mohilo and Co GmbH
BELZER DOWIDAT GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr Staiger Mohilo and Co GmbH, BELZER DOWIDAT GmbH filed Critical Dr Staiger Mohilo and Co GmbH
Publication of EP0133557A1 publication Critical patent/EP0133557A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0133557B1 publication Critical patent/EP0133557B1/en
Expired legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
    • B25B23/142—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers
    • B25B23/1422—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers torque indicators or adjustable torque limiters
    • B25B23/1425—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers torque indicators or adjustable torque limiters by electrical means

Definitions

  • the invention relates to a ratchet hand wrench for tightening screws, which is equipped with a transducer for the tightening torque and the angle of rotation, as well as with evaluation electronics for the controlled tightening of the screw according to the torque and angle of rotation, which when the tightening values defined for the screw in question are reached , for example the yield point, triggers an optical and / or acoustic signal and which can be combined with a locally fixable angle encoder arm.
  • the object of the invention is to create a hand-held wrench that allows continuous measurement and storage of the data of a screw connection and its objective quality assessment with a minimum of effort, and in which the risk of measurement errors is largely eliminated and external cable connections are eliminated.
  • a ratchet hand wrench according to the concept of the invention also enables the microprocessor to evaluate the bolting data when screwing is discontinuous in manual operation (catch up gears when tightening with a ratchet or short rest breaks when reaching around). Furthermore, an objective quality assessment of the screw connection, which is displayed to the user and which can also be documented, is ensured by entering setpoints and tolerance limits in the microprocessor. Since external cable connections are eliminated due to the battery operation of the hand key, unhindered working with the key is ensured.
  • ratchet hand wrench According to the invention, 4 measurement errors are avoided by the ball-bearing scanning head and relatively large axial clearances and assembly tolerances are permissible through the use of a reflex probe with a pulse wheel assigned to it.
  • the base located at the bottom of the hand wrench also permits the use of Abstützbezu g s-points in the plane of the screw head, resulting in angle errors can be avoided as far as possible due to lateral tipping during the screwing.
  • the built-in microprocessor uses a keyword to indicate the missing entries on the display assigned to it, thus creating the conditions for safe operation even without operating instructions.
  • a reflex probe 4 is attached to the underside of the head 1 of the ratchet hand wrench 3 provided with an actuating arm 2, which in the exemplary embodiment is embodied by a small semiconductor light emitting diode 4 '(as a transmitter) and a photo transistor 4 "as a receiver having a reflective light barrier
  • An impulse wheel 6 is attached to the base 5 of the key 3, which is rotatable relative to the output.
  • the radiation plane of the reflex probe is axially parallel to the longitudinal axis of the flats 7 having a key output surface 8.
  • the impulse wheel assigned to the reflex probe 4 is 6 cylindrical and provided with an axially parallel line division 9.
  • Such an arrangement of the reflex probe and the impulse wheel permits a relatively large axial play and relatively large assembly tolerances.
  • the base 5 lying in the same direction as the output shaft 8, with which a holding fork 10 is mechanically connected, for example by screwing, allows the hand wrench to be rotated through 360 °, so that tightening processes can also be carried out in these areas.
  • a support button 11 is rotatably mounted on the end of the output shaft 8 projecting upward above the ratchet head 1 by means of a ball bearing 12.
  • the support button is expediently latched by known means for the slight tightening of the screw with the output shaft. To screw in the screw until it is in contact with the workpiece, you can turn the support knob or, if necessary, separate it. The latter if the screw should not be run through when "ratcheting".
  • the support button 11 can be removed in cramped conditions or placed on an extension.
  • Base 5 and impulse wheel 6 stand still. This creates a relative movement between the reflex probe 4 and the pulse wheel 6 with the consequence of a pulse generation for the Angle measurement.
  • the pulses obtained are fed to a microprocessor via a suitable pulse shaper.
  • this counter visor prevents a possible flexibility of the ratchet from being included in the measurement result.
  • the generation of angular pulses during the catch-up process can be suppressed and the angle of rotation of the output shaft based on the base can be measured directly.
  • the device for torque measurement which preferably consists of a strain gauge bridge 15 and an A / D converter 16, is arranged in the hand wrench (see FIG. 3).
  • the base 5 can be laid down with the aid of an extension sleeve 18.
  • the extension sleeve 18 is firmly connected to the base 5.
  • the extension sleeve 18 is provided with a second base 5 ′ which is engaged by the second holding fork 10 ′, which is connected to the support reference point 19 via a shaft.
  • the microprocessor is equipped with a keyboard 23, by means of which the desired data (target values, limit values, tightening method, etc.) can be entered; (Default values) .
  • a corresponding quartz clock 25 is assigned to the microprocessor.
  • the stored values can be called up at any time, for example when all screw connections on a vehicle have been completed.
  • the data entry can directly result in a control strip print or be saved in general data processing systems in order to be documented on the accompanying documents of the product.
  • a printer is designated 27 in FIG. 3.
  • An alpha-numeric display 29 is assigned to the microprocessor 22 installed in the hand key, on which the microprocessor uses a keyword to indicate the next entries that are still missing. This ensures safe operation even without instructions for use.
  • the display can be made by a bar whose length corresponds to the current tightening phase. Another possibility is to assign certain colored light signals to the individual tightening phases. For example, phase 1 can be made visible by a lamp 30 emitting permanent yellow light and the second phase by the same lamp in flashing mode. To identify the third phase, a further lamp 31 is provided which flashes green alternately with lamp 30, so that yellow flashes alternately with green.
  • the fourth phase is assigned the lamp 31 with continuous green light.
  • a lamp 32 with a permanent red light is recommended.
  • microprocessor 22 can also work on an acoustic signal generator 33, which makes the individual phases recognizable by signals through different frequencies and repetition times.
  • the support surface of the hand key is designed so that the key can be used to perform various additional functions while it is stored.
  • the batteries installed in the key can be charged via a line leading to the charger. However, it is also possible to charge the batteries inductively.
  • the data stored in the microprocessor can be queried or printed out and new data can be entered into the microprocessor or into the memory or memories.
  • the actuating arm 2 bzu. the grip tube can be made telescopically extendable.
  • the default values are theoretically derived mathematically from the entered nominal or limit values for torque and angle, so that no additional operation is required.
  • the hand key contains a socket 35 in the handle part 2 ', into which a plug 37 connected to a lead 36 can be inserted for charging the batteries in the key.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)

Abstract

Der Ratschenhandschlüssel enthält einen Meßwertaufnehmer (4, 9) für den Drehwinkei der Schraube sowie eine Einrichtung für die Drehmomentenmessung. Die Messwerte werden einem Mikroprozessor (22) zugeführt, in dem der Anziehvorgang der Schraube durch entsprechende Sollwerte bzw, Grenzwerte vorprogrammiert ist. Durch Anzeigeleuchten (30, 31, 32) bzw. akustische Signalgeber (33) wird dem Benutzer angezeigt, ob die Schraube ordnungsgemäß angezogen worden ist. Der Benutzer kann ferner erkennen, wie weit die Schraube bereits angezogen ist und welcher Teil des Anziehvorganges noch ausgeführt werden muß.The ratchet hand wrench contains a sensor (4, 9) for the angle of rotation of the screw and a device for torque measurement. The measured values are fed to a microprocessor (22) in which the tightening process of the screw is preprogrammed by means of corresponding target values or limit values. Indicator lights (30, 31, 32) or acoustic signal transmitters (33) indicate to the user whether the screw has been properly tightened. The user can also see how far the screw has already been tightened and which part of the tightening process still has to be carried out.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ratschenhandschlüssel zum Anziehen von Schrauben, der mit je einem Meßwertgeber für das Anziehdrehmoment und den Drehwinkel sowie mit einer Auswerteelektronik für das gesteuerte Anziehen der Schraube nach Drehmoment und Drehwinkel ausgerüstet ist, die bei Erreichen der für die betreffende Schraube definierten Anziehwerte, zum Beispiel des Streckgrenzpunktes, ein optisches und/oder akustisches Signal auslöst, und der mit einem örtlich fixierbaren Winkelgeberarm kombinierbar ist.The invention relates to a ratchet hand wrench for tightening screws, which is equipped with a transducer for the tightening torque and the angle of rotation, as well as with evaluation electronics for the controlled tightening of the screw according to the torque and angle of rotation, which when the tightening values defined for the screw in question are reached , for example the yield point, triggers an optical and / or acoustic signal and which can be combined with a locally fixable angle encoder arm.

Bezogen auf einen elektronischen Ratschenhandschlüssel dieser Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Handschlüssel zu schaffen, der bei einem Geringstmaß an Aufwand eine kontinuierliche Messung und Speicherung der Daten einer Verschraubung sowie deren objektive Qualitätsbeurteilung ermöglicht, und bei dem die Gefahr von Meßfehlern weitestgehend ausgeschaltet ist und äußere Kabelverbindungen entfallen.In relation to an electronic ratchet hand-held wrench of this type, the object of the invention is to create a hand-held wrench that allows continuous measurement and storage of the data of a screw connection and its objective quality assessment with a minimum of effort, and in which the risk of measurement errors is largely eliminated and external cable connections are eliminated.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen des Ratschenhandschlüssels gelöst.This object is achieved according to the invention by the features of the ratchet wrench specified in the characterizing part of patent claim 1.

Ein Ratschenhandschlüssel nach der erfindungsgemäßen Konzeption ermöglicht durch den Mikroprozessor auch eine Auswertung der Verschraubungsdaten, wenn bei Handbetrieb diskontinuierlich geschraubt wird (Nachholvorgänge beim Anziehen mit Ratsche oder kurze Erholungspausen beim Umgreifen). Des weiteren ist eine objektive Qualitätsbeurteilung der Verschraubung, die dem Benutzer angezeigt wird und die außerdem dokumentierbar ist, durch die Eingabe von Sollwerten und Toleranzgrenzen in den Mikroprozessor gewährleistet. Da durch den Batteriebetrieb des Handschlüssels äußere Kabelverbindungen entfallen, ist eine ungehinderte Arbeitsweise mit dem Schlüssel sichergestellt.A ratchet hand wrench according to the concept of the invention also enables the microprocessor to evaluate the bolting data when screwing is discontinuous in manual operation (catch up gears when tightening with a ratchet or short rest breaks when reaching around). Furthermore, an objective quality assessment of the screw connection, which is displayed to the user and which can also be documented, is ensured by entering setpoints and tolerance limits in the microprocessor. Since external cable connections are eliminated due to the battery operation of the hand key, unhindered working with the key is ensured.

Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Ratschenhandschlüssels bestehen darin, daß 4, Meßfehler durch den kugelgelagerten Abtastkopf vermieden werden und durch die Verwendung einer Reflexsonde mit einem dieser zugeordneten Impulsrad relativ große Axialspiele und Montagetoleranzen zulässig sind.Further advantages of the ratchet hand wrench according to the invention are that 4, measurement errors are avoided by the ball-bearing scanning head and relatively large axial clearances and assembly tolerances are permissible through the use of a reflex probe with a pulse wheel assigned to it.

Die unten befindliche Basis des Handschraubenschlüssels erlaubt darüber hinaus den Einsatz von Abstützbezugs-punkten in der Ebene des Schraubkopfes, wodurch sich Winkelfehler infolge seitlicher Kippvorgänge beim Schraubvorgang weitestgehend vermeiden lassen. Der eingebaute Mikroprozessor gibt auf der ihm zugeordneten Anzeige auf ein Stichwort die jeweils noch fehlenden Eingaben an und schafft damit die Voraussetzung für eine sichere Bedienung auch ohne Bedienungsanleitung.The base located at the bottom of the hand wrench also permits the use of Abstützbezu g s-points in the plane of the screw head, resulting in angle errors can be avoided as far as possible due to lateral tipping during the screwing. The built-in microprocessor uses a keyword to indicate the missing entries on the display assigned to it, thus creating the conditions for safe operation even without operating instructions.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Beschreibung und der Zeichnung.Further advantageous refinements of the subject matter of the invention result from the subclaims, from the description and the drawing.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung erläutert:

  • Es zeigen:
  • Fig. 1 einen Teilschnitt durch den Kopf einer beispielsweisen Ausführungsform des Ratschenhandschlüssels,
  • Fig. 2 die mittels einer Hülse nach unten verlegte Basis mit einem ihr zugeordneten in Achsrichtung verstellbaren Abstützbezugspunkt für den Winkelgeberarm,
  • Fig. 3 ein Blockschaltbild der Auswerteeinheit einschließlich der Meßwertaufnehmer für das Anziehdrehmoment und den Drehwinkel,
  • Fig. 4 einen Ratschenhandschlüssel in perspektivischer Darstellung.
The invention is explained below with reference to the drawing:
  • Show it:
  • 1 is a partial section through the head of an exemplary embodiment of the ratchet hand wrench,
  • 2 shows the base, which is laid down by means of a sleeve, with a support reference point for the angle transmitter arm which is adjustable in the axial direction,
  • 3 is a block diagram of the evaluation unit including the transducers for the tightening torque and the angle of rotation,
  • Fig. 4 shows a ratchet hand wrench in perspective.

Wie die Fig. 1 zeigt, ist an der Unterseite des Kopfes 1 des mit einem Betätigungsarm 2 versehenen Ratschenhandschlüssels 3 eine Reflexsonde 4 angebracht, die beim Ausführungsbeispiel durch eine kleine Halbleiterleuchtdiode 4' (als Sender) und einem Fototransistor 4" als Empfänger aufweisende Reflexlichtschranke verkörpert ist (vergl. hierzu Fig. 3). An der relativ zum Abtrieb drehbaren Basis 5 des Schlüssels 3 ist ein Impulsrad 6 befestigt. Die Strahlungsebene der Reflexsonde liegt achsparallel zur Längsachse der Abflachungen 7 aufweisenden Schlüsselabtriebsfläche 8. Dementsprechend ist das der Reflexsonde 4 zugeordnete Impulsrad 6 zylindrisch ausgebildet und mit einer achsparallelen Strichteilung 9 versehen. Eine solche Anordnung der Reflexsonde und des Impulsrads erlaubt ein relativ großes Axialspiel und verhältnismäßig große Montagetoleranzen.As shown in FIG. 1, a reflex probe 4 is attached to the underside of the head 1 of the ratchet hand wrench 3 provided with an actuating arm 2, which in the exemplary embodiment is embodied by a small semiconductor light emitting diode 4 '(as a transmitter) and a photo transistor 4 "as a receiver having a reflective light barrier An impulse wheel 6 is attached to the base 5 of the key 3, which is rotatable relative to the output. The radiation plane of the reflex probe is axially parallel to the longitudinal axis of the flats 7 having a key output surface 8. Accordingly, the impulse wheel assigned to the reflex probe 4 is 6 cylindrical and provided with an axially parallel line division 9. Such an arrangement of the reflex probe and the impulse wheel permits a relatively large axial play and relatively large assembly tolerances.

Die in gleicher Richtung wie die Abtriebswelle 8 liegende Basis 5, mit der eine Haltegabel 10 beispeilsweise durch Schraubung mechanisch verbunden ist, erlaubt eine Drehung des Handschlüssels auch über 360°, so daß auch in diesen Bereichen Anziehvorgänge durchführbar sind.The base 5 lying in the same direction as the output shaft 8, with which a holding fork 10 is mechanically connected, for example by screwing, allows the hand wrench to be rotated through 360 °, so that tightening processes can also be carried out in these areas.

Auf dem über den Ratschenkopf 1 nach oben überstehenden Ende der Abtriebswelle 8 ist ein Abstützknopf 11 mittels eines Kugellagers 12 drehbar gelagert. Der Abstützknopf ist für das leichte Voranziehen der Schraube mit der Abtriebswelle zweckmäßigerweise durch bekannte Mittel verrastbar. Zum Eindrehen der Schraube bis zu deren Anlage am Werkstück kann am Abstützknopf gedreht oder im Bedarfsfall auch getrennt werden. Das letztere dann, wenn ein Durchlauf der Schraube beim "Ratschen" verhindert werden soll. Der Abstützknopf 11 kann bei beengten Verhältnissen abgenommen oder auch auf eine Verlängerung aufgesetzt werden. Durch die über den Abstützknopf aufgebrachte Querkraft als Reaktion auf die Zug- kraft am Handgriff ist eine zentrische Krafteinleitung weitestgehend gewährleistet, so daß auf Zusatzmomente zurückzuführende Meßfehler ausgeschaltet sind.A support button 11 is rotatably mounted on the end of the output shaft 8 projecting upward above the ratchet head 1 by means of a ball bearing 12. The support button is expediently latched by known means for the slight tightening of the screw with the output shaft. To screw in the screw until it is in contact with the workpiece, you can turn the support knob or, if necessary, separate it. The latter if the screw should not be run through when "ratcheting". The support button 11 can be removed in cramped conditions or placed on an extension. By the applied over the Abstützknopf transverse force in response to the g-force to the handle is a central force introduction largely ensured, so that measurement errors due to additional moments are turned off.

Die Funktionsweise der Drehwinkelmeßeinrichtung ist wie folgt:

  • Während des Anziehens der hier nicht gezeichneten Schraube ist die Ratsche 13 fest. Daher dreht sich die Reflexsonde 4 mit dem Betätigungsarm 2 des Schlüssels und der Abtriebswelle 8 um den gleichen Winkel wie die Schraube.
The rotation angle measuring device works as follows:
  • The ratchet 13 is fixed when the screw, not shown here, is tightened. Therefore, the reflex probe 4 rotates with the actuating arm 2 of the key and the output shaft 8 by the same angle as the screw.

Basis 5 und Impulsrad 6 stehen still. Damit entsteht eine Relativbewegung zwischen der Reflexsonde 4 und dem Impulsrad 6 mit der Folge einer Impulserzeugung für die Drehwinkelmessung. Die erhaltenen Impulse werden über einen geeigneten Impulsformer einem Mikroprozessor zugeführt.Base 5 and impulse wheel 6 stand still. This creates a relative movement between the reflex probe 4 and the pulse wheel 6 with the consequence of a pulse generation for the Angle measurement. The pulses obtained are fed to a microprocessor via a suitable pulse shaper.

Zur Verbesserung der Auflösung wird zwischen der Reflexsonde 4 und dem Impulsrad 6 eine fest mit der Abtriebswelle 8 verbundene Gegenblende 14 mit der gleichen Teilung wie das Impulsrad eingefügt.To improve the resolution between the reflex probe 4 and the pulse wheel 6 a fixed to the output shaft 8 counter visor 14 is inserted with the same pitch as the pulse wheel.

Diese Gegenblende verhindert zugleich, daß eine eventuelle Nachgiebigkeit der Ratsche in das Meßergebnis eingeht. Außerdem kann mit einer solchen Gegenblende die Erzeugung von Winkelimpulsen während des Nachholvorganges unterdrückt und der Drehwinkel der Abtriebswelle bezogen auf die Basis direkt gemessen werden.At the same time, this counter visor prevents a possible flexibility of the ratchet from being included in the measurement result. In addition, with such a counter screen, the generation of angular pulses during the catch-up process can be suppressed and the angle of rotation of the output shaft based on the base can be measured directly.

Die vorzugsweise aus einer DMS-Brücke 15 und einem A/D Wandler 16 bestehende Einrichtung zur Drehmomentmessung ist in dem Handschlüssel angeordnet (siehe Fig. 3).The device for torque measurement, which preferably consists of a strain gauge bridge 15 and an A / D converter 16, is arranged in the hand wrench (see FIG. 3).

Wie in Fig. 2 veranschauchlicht ist, kann die Basis 5 mit Hilfe einer Verlängerungshülse 18 nach unten verlegt werden. Damit kann der Abstütz-Bezugs-Punkt 19 (Magnet) auch bei Verlängerungen in der Nähe der Schraube angebracht werden. Dadurch können auf Pendelbewegungen der Bedienungsperson zurückzuführende Winkelfehler sehr klein gehalten werden. Die Verlängerungshülse 18 wird mit der Basis 5 fest verbunden. Durch sie erstreckt sich koaxial ein Verlängerungsschaft 8', der auf den Vierkant 20 aufgesteckt ist und am anderen Ende einen Vierkant 20' aufweist. Die Verlängerungshülse 18 ist mit einer zweiten Basis 5' versehen, an der die zweite Haltegabel 10' angreift, die mit dem Abstütz-Bezugspunkt 19 über einen Schaft verbunden ist.As is shown in FIG. 2, the base 5 can be laid down with the aid of an extension sleeve 18. This means that the support reference point 19 (magnet) can also be attached to the screw near extensions. As a result, angular errors attributable to pendulum movements of the operator can be kept very small. The extension sleeve 18 is firmly connected to the base 5. An extension shaft 8 'extends coaxially through them, which is attached to the square 20 and has a square 20' at the other end. The extension sleeve 18 is provided with a second base 5 ′ which is engaged by the second holding fork 10 ′, which is connected to the support reference point 19 via a shaft.

Aus dem Blockschaltbild gemäß Fig. 3 ist ersichtlich, daß der von der Halbleiterdiode 4' beispielsweise in Form einer GAS-Diode emittierte Lichtstrahl über die Gegenblende 14 zum Impulsrad 6 gelangt und von diesem entsprechend der Strichteilung auf einen beispielsweise als Fototransistor ausgebildeten Empfänger 4" zurückgeworfen wird. Nach geeigneter Umformung der im Empfänger ankommenden Lichtimpulse in einem Impulsformer 21, gelangen diese in den Mikroprozessor 22. Dementsprechend werden auch die mit Hilfe der DMS-Meßbrücke 15 ermittelten Drehmomentwerte nach Umwandlung im A/D Wandler 16 dem Mikroprozessor zugeführt.From the block diagram in Fig. 3 it can be seen that the from the semiconductor diode 4, for example, emitted 'in the form of a gas-diode light beam passes over the counter stop 14 to the pulse wheel 6 and correspondingly from this the line graduation on a ototransistor example as F formed receiver 4 " After suitable transformation of the light pulses arriving in the receiver in a pulse shaper 21, these arrive in the microprocessor 22. Accordingly, the torque values determined with the aid of the strain gauge measuring bridge 15 are also fed to the microprocessor after conversion in the A / D converter 16.

Der Mikroprozessor ist mit einer Tastatur 23 ausgerüstet, mittels derer die jeweils gewünschten Daten (Sollwerte, Grenzwerte, Anziehverfahren, etc) eingebbar sind; (Vorgabewerte) .The microprocessor is equipped with a keyboard 23, by means of which the desired data (target values, limit values, tightening method, etc.) can be entered; (Default values) .

Dabei besteht die Möglichkeit, die Daten bzw. Einstellungen für eine Vielzahl unterschiedlicher Schraubfälle einzugeben und in nummerierten Speichern 24 festzuhalten, so daß die Daten bei späterem Bedarf oder Wiedergebrauch einfach abrufbar sind.It is possible to enter the data or settings for a large number of different screwing cases and to store them in numbered memories 24, so that the data can be called up easily when needed or reused.

Die während einer Vielzahl von Verschraubungsvorgängen erreichten Endwerte können jeweils mit Datum und Uhrzeit gespeichert werden. Zu diesem Zweck ist dem Mikroprozessor eine entsprechende Quarzuhr 25 zugeordnet.The end values reached during a large number of screwing operations can be saved with the date and time. For this purpose, a corresponding quartz clock 25 is assigned to the microprocessor.

Zu irgendeinem beliebigen Zeitpunkt, beispielsweise dann, wenn alle Verschraubungen an einem Fahrzeug beendet sind, können die gespeicherten Werte abgerufen werden. An dem Mikroprozessor ist desweiteren ein Datenspeicher 26 angeschlossen. Die Daten einschließlich eines vorher eingegebenen Codes für den Bediener und den Kundenauftrag können im Bedarfsfall abgerufen werden, beispielsweise während der Zeiten, in welchem der Handschlüssel nicht benötigt wird und sich in einer Ablageposition befindet (Betriebspausen).The stored values can be called up at any time, for example when all screw connections on a vehicle have been completed. There is also data on the microprocessor memory 26 connected. The data including a previously entered code for the operator and the customer order can be called up if necessary, for example during the times when the hand key is not required and is in a storage position (breaks).

Die Dateneingabe kann unmittelbar einen Kontrollstreifendruck bewirken oder in allgemeinen Systemen der Datenverarbeitung gespeichert werden, um auf den Begleitpapieren des Produktes dokumentiert zu werden. Ein derartiger Drucker ist in Fig. 3 mit 27 bezeichnet.The data entry can directly result in a control strip print or be saved in general data processing systems in order to be documented on the accompanying documents of the product. Such a printer is designated 27 in FIG. 3.

Den in dem Handschlüssel eingebauten Mikroprozessor 22 ist eine alpha-numerische Anzeige 29 zugeordnet, auf welcher der Mikroprozessor durch ein Stichwort die jeweils nächsten noch fehlenden Eingaben angibt. Damit ist eine sichere Bedienung auch ohne Gebrauchsanweisung gewährleistet.An alpha-numeric display 29 is assigned to the microprocessor 22 installed in the hand key, on which the microprocessor uses a keyword to indicate the next entries that are still missing. This ensures safe operation even without instructions for use.

Der Benutzer des Schlüssels wird während des Anziehens der betreffenden Schraube in verschiedenen Phasen geführt. Diese können beispielsweise wie folgt aufgegliedert sein:

  • Phase 1: Die Schraube liegt an, die Winkelzählung beginnt.
  • Phase 2: Die Schraube ist etwa zu 50% angezogen.
  • Phase 3: Die Schraube ist etwa zu 90% angezogen.
  • Phase 4: Die Schraubverbindung ist fest, die Anziehwerte der Schraube liegen im Toleranzbereich.
  • Phase 5: Die Schraube ist zu stark angezogen.
The user of the key is guided in different phases while tightening the screw in question. These can be broken down as follows, for example:
  • Phase 1: The screw is in contact, the angle counting begins.
  • Phase 2: The screw is about 50% tightened.
  • Phase 3: The screw is about 90% tightened.
  • Phase 4: The screw connection is firm, the tightening values of the screw are within the tolerance range.
  • Phase 5: The screw is tightened too much.

Die Anzeige kann durch einen Balken dessen Länge der momentanen Anzugsphase entspricht, erfolgen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den einzelnen Anziehphasen bestimmte Farblichtsignale zuzuordnen. So kann die Phase 1 durch eine Dauer-Gelblicht abstrahlende Lampe 30 und die zweite Phase durch dieselbe Lampe in Blinkbetrieb sichtbar gemacht sein. Zur Kenntlichmachung der dritten Phase ist eine weitere Lampe 31 vorgesehen, die im Wechsel mit der Lampe 30 grün blinkt, so daß gelb im Wechsel mit grün blinkt.The display can be made by a bar whose length corresponds to the current tightening phase. Another possibility is to assign certain colored light signals to the individual tightening phases. For example, phase 1 can be made visible by a lamp 30 emitting permanent yellow light and the second phase by the same lamp in flashing mode. To identify the third phase, a further lamp 31 is provided which flashes green alternately with lamp 30, so that yellow flashes alternately with green.

Der vierten Phase ist die Lampe 31 mit Dauer-Grünlicht zugeordnet. Im Fehlschraubfall, dem die Phase 5 entspricht, empfiehlt sich eine Lampe 32 mit Dauer-Rotlicht.The fourth phase is assigned the lamp 31 with continuous green light. In the case of incorrect screwing, to which phase 5 corresponds, a lamp 32 with a permanent red light is recommended.

Es besteht alternativ oder zugleich die Möglichkeit, die Farblichtsignale mittels entsprechender Leuchtringe am Handgriff des Schlüssels zur Wirkung zu bringen, so daß sie von allen Seiten und Lagen leicht erkennbar sind.Alternatively or at the same time, there is the possibility of activating the colored light signals by means of appropriate light rings on the handle of the key, so that they can be easily recognized from all sides and positions.

Zusätzlich oder alternativ kann der Mikroprozessor 22 auch auf einen akustischen Signalgeber 33 arbeiten, welcher die einzelnen Phasen durch Signale durch unterschiedliche Frequenzen und Wiederholzeiten erkennbar macht.Additionally or alternatively, the microprocessor 22 can also work on an acoustic signal generator 33, which makes the individual phases recognizable by signals through different frequencies and repetition times.

Die Grenzen zwischen den Anziehphasen 1,2 und 3 werden nicht eingegeben, sondern automatisch errechnet. Dies bedeutet eine Vereinfachung der Bedienung.The limits between the tightening phases 1, 2 and 3 are not entered, but calculated automatically. This means simplifying operation.

Die Auflagefläche des Handschlüssels ist so gestaltet, daß der Schlüssel während er abgelegt ist, die Durchführung verschiedener Zusatzfunktionen ermöglicht. So können die im Schlüssel eingebauten Batterien über eine zum Ladegerät führende Leitung aufgeladen werden. Es ist indessen auch möglich, die Batterien induktiv aufzuladen. Desweiteren können die im Mikroprozessor gespeicherten Daten abgefragt bzw. ausgedruckt und neue Daten in den Mikroprozessor bzw. in den oder die Speicher eingegeben werden.The support surface of the hand key is designed so that the key can be used to perform various additional functions while it is stored. The batteries installed in the key can be charged via a line leading to the charger. However, it is also possible to charge the batteries inductively. Furthermore, the data stored in the microprocessor can be queried or printed out and new data can be entered into the microprocessor or into the memory or memories.

Es besteht die Möglichkeit, den Drucker 27 als Einheit mit dem Batterieladegerät 34 in die Werkzeugablage einzugliedern.There is the possibility of integrating the printer 27 as a unit with the battery charger 34 into the tool storage.

Zur Erweiterung des Arbeitsbereiches eines Handschlüssels nach der Erfindung kann der Betätigungsarm 2 bzu. das Griffrohr teleskopartig verlängerbar ausgebildet sein. Für streckgrenzgesteuerte Anziehverfahren werden die Vorgabewerte aus den eingegebenen Nenn- oder Grenzwerten für Drehmoment- und Winkel theoretisch mathematisch abgeleitet, so daß keine zusätzliche Bedienung erforderlich ist.To expand the working area of a hand key according to the invention, the actuating arm 2 bzu. the grip tube can be made telescopically extendable. For tightening limit controlled tightening processes, the default values are theoretically derived mathematically from the entered nominal or limit values for torque and angle, so that no additional operation is required.

Durch geeignete Programmierung können auch Verfahren zur Qualitätsbeurteilung verwendet werden, die bisher wegen komplizierter Auswertemechanismen in der Praxis nicht einsetzbar waren.Appropriate programming can also be used for quality assessment procedures that could not previously be used in practice due to complicated evaluation mechanisms.

Wie in Fig. 4 angedeutet ist, enthält der Handschlüssel im Handgriffteil 2' eine Steckbuchse 35, in welche zum Laden der im Schlüssel befindlichen Batterien ein mit einer Zuleitung 36 verbundener Stecker 37 einsetzbar ist.As indicated in FIG. 4, the hand key contains a socket 35 in the handle part 2 ', into which a plug 37 connected to a lead 36 can be inserted for charging the batteries in the key.

Claims (8)

1. Ratschenhandschlüssel zum Anziehen von Schrauben, der mit je einem Meßwertaufnehmer für das Anziehdrehmoment und den Drehwinkel sowie mit einer Auswerteelektronik für das gesteuerte Anziehen der Schraube nach Drehmoment und Drehwinkel ausgerüstet ist und die bei Erreichen der für die betreffende Schraube definierten Anziehwerte (z.B. Streckgrenzpunkt) ein optisches und/oder akustisches Signal auslöst, und der mit einem örtlich fixierbaren Winkelgeberarm kombinierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß a) der Meßwertaufnehmer für den Drehwinkel der Schraube als an der Unterseite des Schlüsselkopfes angebrachte Reflexsonde (4) ausgebildet ist, den ein mit der abtriebseitig gelegenen Basis (5) des Schlüssels mechanisch fest verbundenes, mit Markierungen oder dgl. versehendes Impulsrad (6) zugeordnet ist, b) in den Schlüssel ein frei programmierbarer Mikroprozessor (22) für die Auswertung der Meßwerte eingebaut ist, in welchem die relevanten Werte und/oder Anweisungen mittels einer Tastatur (23) eingebbar sind, und dem Speicher für die Eingabewerte sowie für die jeweiligen Verschraubungswerte eine Anzeige für die vorhandenen und/oder noch fehlenden Eingaben zugeordnet sind, wobei die Anzeige dem Benutzer während des Anziehens der Schraube den jeweiligen Verschraubungszustand erkennbar macht, c) am ratschenkopfseitigen Teil des Schlüsselabtriebs ein drehbar an diesem gelagerter Abstützkopf (11) vorgesehen ist, d) die Basis (5) des Schlüssels in der gleichen Seite liegt wie der Schlüsselabtrieb. 1.Ratchet hand wrench for tightening screws, which is equipped with a transducer for the tightening torque and the angle of rotation as well as with evaluation electronics for the controlled tightening of the screw according to the torque and angle of rotation and which when the tightening values defined for the respective screw are reached (e.g. yield point) triggers an optical and / or acoustic signal, and which can be combined with a locally fixable angle encoder arm, characterized in that a) the transducer for the angle of rotation of the screw is designed as a reflex probe (4) attached to the underside of the key head, which is assigned a pulse wheel (6) which is mechanically firmly connected to the output-side base (5) of the key and provided with markings or the like is b) a freely programmable microprocessor (22) for evaluating the measured values is installed in the key, in which the relevant values and / or instructions can be entered using a keyboard (23), and a memory for the input values and for the respective screw connection values Display for the existing and / or still missing entries are assigned, the display making the respective screwed state recognizable to the user while the screw is being tightened, c) on the ratchet head-side part of the key drive a support rotatably mounted on this head (11) is provided, d) the base (5) of the key is on the same side as the key drive. 2. Handschlüssel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexsonde als Reflexlichtschranke mit zur Schlüsselachse parallel verlaufender Strahlungsebene und das Impulsrad als mit Strichmarken (9) versehener Zylinder ausgebildet ist.2. Hand wrench according to claim 1, characterized in that the reflex probe is designed as a reflective light barrier with a radiation plane running parallel to the key axis and the pulse wheel as a cylinder with line marks (9). 3. Handschlüssel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnt, daß zwischen der Reflexlichtschranke und dem Impulsrad eine ebenfalls zuylindrisch ausgebildete Gegenblende (14) vorgesehen ist, die koaxial zum Impulsrad angeordnet und fest mit dem Abtrieb vereinigt ist.3. Hand wrench according to claims 1 and 2, characterized in that between the reflex light barrier and the impulse wheel a counter-diaphragm (14) is also provided which is arranged coaxially to the impulse wheel and is firmly combined with the output. 4. Handschlüssel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Benutzer während verschiedener Anziehphasen einer Verschraubung durch der Anzeige (29) zu entnehmende Leuchtsymbole und/oder akustische Signale geführt ist.4. Hand wrench according to claims 1 to 3, characterized in that the user is guided during various tightening phases of a screw connection through the display (29) light symbols and / or acoustic signals. 5. Handschlüssel nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlüssel batteriegespeist und die Batterie im Schlüsselinnern im Bereich des Betätigungsarms untergebracht ist.5. Hand key according to claims 1 to 4, characterized in that the key is battery-powered and the battery is housed inside the key in the area of the actuating arm. 6. Handschlüssel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstützknopf (11) abnehm- und verrastbar am Abtrieb angebracht ist.6. Hand key according to one or more of the preceding claims, characterized in that the support button (11) is removably and latchably attached to the output. 7. Handschlüssel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Phasen der Verschraubung durch unmittelbar oder mittelbar in der Anzeige installierte Farblichtsignale erkennbar gemacht sind.7. Hand key according to one or more of the preceding claims, characterized in that the individual phases of the screw connection are made recognizable by color light signals installed directly or indirectly in the display. 8. Handschlüssel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anzeige der einzelnen Verschraubungsphasen am Schlüsselarm angebrachte Farblichtringe dienen.8. Hand key according to claim 7, characterized in that serve to display the individual screwing phases on the key arm attached colored light rings.
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