Beschreibung

Titel

Vorrichtung und Verfahren zum Überprüfen eines Montageschlüssels Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Überprüfen eines Montageschlüssels, insbesondere eines Montageschlüssels mit integrierter Drehmoment- und Winkelmessvorrichtung. Stand der Technik

Zunehmend werden zum An- bzw. Festziehen von Schraubverbindungen mit einem vorgegebenen Drehmoment Montageschlüssel eingesetzt, die neben oder anstelle einer herkömmlichen Messvorrichtung zum Messen und Anzeigen des auf die Verschraubung ausgeübten Drehmoments eine integrierte Winkelmessvorrichtung mit einer Winkelanzeige aufweisen, die den Winkel, um den der Montageschlüssel gedreht worden ist, misst und anzeigt. Der Winkel, um den der Montageschlüssel gedreht worden ist, wird dabei beispielsweise durch ein in den Montageschlüssel integriertes Gyrometer gemessen.

Mit derartigen Montageschlüsseln ist es möglich, durch Voranziehen der Schraubverbindung mit einem leichten Drehmoment und anschließendes Drehen des Montageschlüssels um einen definierten Drehwinkel Schraubverbindungen herzustellen, bei denen sich die Vorspannkraft der Schraubverbindung in einem geringeren Toleranzbereich bewegt als beim Anziehen mit einem herkömmlichen

Montageschlüssel, der das auf die Schraubverbindung aufgebrachte Anzugmoment direkt misst und anzeigt oder bei Überschreiten eines vorgegebenen Anzugmoments„durchrutscht". Um eine gleichbleibende Qualität der auf diese Weise hergestellten Schraubverbindungen zu gewährleisten, ist eine regelmäßige Überprüfung und ggf. Kalibrie- rung der in den Montageschlüssel integrierten Winkelmessvorrichtung erforderlich.

- -

Die bisher bekannten Verfahren zum Überprüfen und Kalibrieren derartiger Montageschlüssel sind entweder so aufwendig, dass sie es erfordern, den Montageschlüssel an den Hersteller einzusenden, und daher langwierig und teuer, oder sie weisen, wie beispielsweise das Überprüfen der Winkelanzeige mit sogenannten Winkelscheiben, nicht die notwendige Genauigkeit auf.

Offenbarung der Erfindung

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, Montageschlüssel mit integrierter Winkelmessvorrichtung schnell, kostengünstig und mit hoher Genauigkeit zu überprüfen.

Eine erfindungsgemäße Prüfvorrichtung für einen Montageschlüssel, der einen Werkzeugträger (Gabelaufsatz) und ein Antriebselement aufweist, hat eine Aufnahmevorrichtung, die zur Aufnahme und Fixierung des Montageschlüssels ausgebildet und entlang eines Kreisbogens schwenkbar ist. Die Aufnahmevorrichtung hat auch eine Fixiervorrichtung, die zum Fixieren des Werkzeugträgers ausgebildet ist. Die Prüfvorrichtung weist wenigstens zwei Anschläge auf, die an definierten Positionen entlang des Kreisbogens angeordnet und ausgebildet sind, um die Aufnahmevorrichtung in jeweils einer definierten Position zu arretieren.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Prüfen eines Montageschlüssels, der einen Werkzeugträger und ein Antriebselement aufweist, umfasst die Schritte des Fixierens des Werkzeugträgers in einer Fixiervorrichtung; des Fixierens des Antriebselements in einer schwenkbaren Aufnahmevorrichtung; des Positionierens der Aufnahmevorrichtung in einer definierten Ausgangsposition; des Vorspannens des Montageschlüssels mit Hilfe einer Vorspannvorrichtung; des Schwenkens der Aufnahmevorrichtung zu einer definierten Zielposition, die durch einen Zielanschlag vorgegeben ist; sowie des Abiesens einer Winkelanzeige des Montageschlüssels und des Vergleichens des abgelesenen Wertes mit einem durch die Startposition und die Zielposition vorgegebenen Wert.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung, ermöglichen es, einen Montageschlüssel kostengünstig, zeitnah und ohne lange Ausfallzeiten, insbesondere ohne eine Rücksendung an den Hersteller zu überprüfen und ggf. zu kalibrieren. Aufgrund des geringen Gewichtes und der gerin- - - gen Abmessungen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Überprüfung auch mobil, z.B. in der Werkstatt, durchgeführt werden.

In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Grundplatte auf, in der wenigstens zwei Aufnahmeeinrichtungen zur Aufnahme jeweils eines Anschlages ausgebildet sind. Durch eine Grundplatte, in der Aufnahmeeinrichtungen für die Anschläge ausgebildet sind, können die Positionen der Anschläge mit hoher Genauigkeit definiert werden. Auch können für die Anschläge Aufnahmeeinrichtungen an mehreren Positionen vorgesehen sein, die es ermöglichen, den Montageschlüssel bei Drehungen um verschiedene Winkel zu überprüfen.

In einer Ausführungsform enthalten die Anschläge Magnete, die ein Prellen des Montageschlüssels an den Anschlägen zu verhindern und es ermöglichen, den Montageschlüssel sicher an den Anschlägen zu fixieren. Die Messungen können so mit einer besonders hohen Genauigkeit durchgeführt werden.

In einer Ausführungsform weist die Prüfvorrichtung zusätzlich eine Vorspannvorrichtung auf, die es ermöglicht, den Montageschlüssel vor dem Beginn der Messung vorzuspannen und dadurch zu aktivieren.

In einer Ausführungsform weist die Prüfvorrichtung zusätzlich eine Antriebsvorrichtung auf, die ausgebildet ist, um die Aufnahmevorrichtung anzutreiben. Die Bewegung der Aufnahmevorrichtung kann durch einen solchen Antrieb besonders bequem und gleichmäßig, insbesondere ruckfrei, erfolgen.

Die Antriebsvorrichtung kann als elektrischer Motor ausgebildet sein. Ein elektrischer Motor stellt eine besonders bequem anzusteuernde Antriebsvorrichtung zur Verfügung. Es können eine Rutschkupplung und/oder ein Endschalter vorgesehen sein, um den Motor abzuschalten, wenn die Aufnahmevorrichtung am Zielanschlag anliegt.

Alternativ kann die Antriebsvorrichtung in Form eines Seilzugs ausgebildet sein, der durch ein Gewicht angetrieben wird. Ein durch ein Gewicht angetriebener Seilzug stellt eine besonders einfache und kostengünstige Antriebsvorrichtung zur Verfügung. - -

Die Antriebsvorrichtung kann auch eine Feder, insbesondere eine Gasdruckfeder aufweisen, die ebenfalls eine kostengünstige, wartungsfreie und gut geeignete, insbesondere ruckfrei arbeitende, Antriebsvorrichtung zur Verfügung stellt. Alternativ kann die Aufnahmevorrichtung durch ihr Eigengewicht in Verbindung mit dem Eigengewicht des Montageschlüssels angetrieben werden. Dazu wird die Prüfvorrichtung schräg, beispielsweise mit einer Abweichung von 5° bis 10°, insbesondere 8°, von der Horizontalen ausgerichtet bzw. in den Schraubstock eingespannt, so dass die Aufnahmevorrichtung durch ihr eigenes Gewicht und das Gewicht des aufgespannten Montageschlüssels von der Ausgangsposition in die Zielposition schwenkt. Auf diese Weise kann auch ohne eine zusätzliche Antriebsvorrichtung eine ruckfreie Schwenkbewegung des Montageschlüssels realisiert werden.

In einer Ausführungsform weist die Prüfvorrichtung zusätzlich eine

Arretiervorrichtung auf, die ausgebildet ist, um die Aufnahmevorrichtung insbesondere in der Startposition zu arretieren. Durch eine Arretiervorrichtung kann die Aufnahmevorrichtung mit dem Montageschlüssel vor dem Beginn der Messungen zuverlässig in der Ausgangs- bzw. Startposition arretiert werden.

Die Prüfvorrichtung kann zusätzlich eine Halterung aufweisen, die es ermöglicht, die Prüfvorrichtung in einen Schraubstock einzuspannen. Auf diese Weise kann die Prüfvorrichtung besonders gut mobil und insbesondere direkt im Werkstattbereich eingesetzt werden.

Figurenbeschreibung

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 a eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung;

Fig. 1 b eine Seitenansicht des ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsge- mäßen Prüfvorrichtung; - -

Fig. 1 c eine Draufsicht auf das erste Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung;

Fig. 2a eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung;

Fig. 2b eine Seitenansicht des zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung;

Fig. 2c eine Draufsicht auf das zweite Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung;

Die Figuren 1 a bis 1 c zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht (Fig. 1 a), in einer Seitenansicht (Fig. 1 b) und in der Draufsicht (Fig. 1 c).

Die Prüfvorrichtung hat eine Grundplatte 1 , die mit einem halbkreisförmigen Bereich 1 a und einem ersten gerader Bereich 1 b, der die beiden Ende des halbkreisförmigen Bereichs 1 a miteinander verbindet, ausgebildet ist. Ein zweiter gerader Bereich 1 c ist in einem rechten Winkel zum ersten geraden Bereich 1 b so ausgebildet, dass er einen mittleren Bereich des ersten geraden Bereichs 1 b mit dem Scheitelpunkt des halbkreisförmigen Bereichs 1 a verbindet.

Auf einer Unterseite der Grundplatte 1 ist ein Halteklotz 9 vorgesehen, an dem die Prüfvorrichtung beispielsweise in einen in den Figuren nicht gezeigten Schraubstock eingespannt und auf diese Weise fixiert werden kann.

Auf einer der Unterseite gegenüberliegenden Oberseite der Grundplatte 1 ist ein Tragarm 2 so gelagert, dass er um eine im zweiten geradlinigen Bereich 1 c angeordnete Achse B, die am Mittelpunkt des halbkreisförmigen Bereichs 1 a angeordnet ist, in einer Ebene, die parallel zu der Ebene der Grundplatte 1 ausgerichtet ist, drehbar ist.

Ein zu prüfender Montageschlüssel 5 ist mittels einer Halteplatte 3, die einen vorderen, werkzeugträgerseitigen Bereich des Montageschlüssels 5 abstützt, und zwei Klemmbacken 7, die an einen hinteren, griffseitigen Bereich des Montageschlüssel 5 angreifen, auf dem Tragarm 2 aufgespannt und fixiert. Der Werkzeugträger (Gabelaufsatz) 5a des Montageschlüssels 5 ist dabei auf einen - -

Sechskant 4a einer Drehmomentvorspannvorrichtung 4 gesteckt, die auf dem Tragarm 2 ausgebildet ist.

Vor dem Start der Messung wird der Tragarm 2 an einen auf der Grundplatte 1 angebrachten Startanschlag 6 angelegt und insbesondere durch einen in den

Startanschlag 6 integrierten Magneten am Startanschlag 6 fixiert. Der Tragarm 2 befindet sich dadurch vor dem Beginn der Messung in einer definierten Startposition. Der Montageschlüssel 5 benötigt zum Start der Winkelmessung ein vorab eingestelltes Start-Drehmoment. Durch Drehen an wenigstens einer der an der Halteplatte 3 vorgesehenen Stellschrauben 3a wird der Montageschlüssel 5 in der Halterung 3 leicht um die Achse A des Sechskant 4a verdreht, um das notwendige Start-Drehmoment auf den Montageschlüssel 5 aufzubringen. Die interne Winkelanzeige des Montageschlüssels 5 wird auf den Winkel 0° eingestellt.

Die eigentliche Winkelmessung bzw. -prüfung des Montageschlüssels 5 beginnt mit dem Lösen des Tragarms 2 von dem Startanschlag 6. Der Tragarm 2 und der Montageschlüssel 5 werden in einer gleichmäßigen Schwenkbewegung um die Achse B bis zu einem am halbkreisförmigen Bereich 1 a der Grundplatte 1 angebrachten Zielanschlag 8 geführt. Der Zielanschlag 8 umfasst vorzugsweise ebenfalls einen Magneten, um den Tragarm 2 an dem Zielanschlag 8 zu fixieren und so ein Prellen des Tragarms 2 bzw. des Montageschlüssels 5 am Zielanschlag 8 zu verhindern.

Der Winkel, um den der Montageschlüssel 5 während der zuvor beschriebenen Schwenkbewegung gedreht worden ist, wird von einer in den Montageschlüssel integrierten Winkelmessvorrichtung, die z.B. ein Gyrometer, wie es aus dem Flugzeugmodellbau bekannt ist, enthält, gemessen und auf einer (in den Figuren nicht gezeigten) Anzeigevorrichtung des Montageschlüssels 5 angezeigt.

Der Winkelwert, der auf der Anzeigevorrichtung des Montageschlüssels 5 angezeigt wird, wenn dieser am Zielanschlag 8 anliegt, wird abgelesen und mit einem durch die Position des Zielanschlags 8 auf dem halbkreisförmigen Bereich 1 a der Grundplatte 1 , insbesondere durch den Winkelabstand zwischen den beiden Anschlägen 6, 8 vorgegebenen Sollwert verglichen und beurteilt. - -

Weicht der am Montageschlüssel 5 abgelesene Sollwert mehr als ein vorgegebener Toleranzwert vom Sollwert ab, wird die Winkelmessvorrichtung im Montageschlüssel 5 nachjustiert.

In der Grundplatte 1 sind verschieden Steckpositionen 10a, 10b, 10c, 10d vorgesehen, die zur Aufnahme des Zielanschlags 8 in verschiedenen Winkelabständen von dem Startanschlag 6 ausgebildet sind. Die Winkelmessvorrichtung des Montageschlüssels 5 kann so für verschiedene Drehwinkel des Montageschlüssels 5 überprüft und ggf. nachjustiert werden.

Die Positionen der Anschläge 6, 8 in den Steckpositionen 10a, 10b, 10c, 10d und insbesondere der Winkelabstand zwischen den Steckpositionen 10a, 10b, 10c, 10d und damit den Anschlägen 6, 8 sind aufgrund einer besonders präzisen Ausführung der Grundplatte 1 und gegebenenfalls aufgrund einer zusätzlichen Vermessung der Grundplatte 1 , bei der die Winkel zwischen dem Startanschlag 6 und den Steckpositionen 10a, 10b, 10c, 10d bzw. dem Zielanschlag 8 hochgenau bestimmt werden, mit hoher Genauigkeit bekannt.

Durch eine spiegelbildlich zusätzlich steckbare Anordnung des Startanschlags 6 und des Zielanschlags 8 auf der gegenüberliegenden (in den Figuren 1 a und 1 c links dargestellten) Seite des halbkreisförmigen Bereichs 1 a der Grundplatte 1 kann die zuvor beschriebene Prüfung sowohl für eine Drehung im Uhrzeigersinn als auch für eine Drehung gegen den Uhrzeigersinn durchgeführt werden.

Der Ablauf des Überprüfens gegen den Uhrzeigersinn entspricht dabei spiegelbildlich dem zuvor beschriebenen Vorgehen des Überprüfens im Uhrzeigersinn.

Die Figuren 2a bis 2c zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht (Fig. 2a), in einer Seitenansicht (Fig. 2b) und in der Draufsicht (Fig. 2c).

Auch die Prüfvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel hat eine Grundplatte 1 , die ebenso wie die Grundplatte 1 des ersten Ausführungsbeispiels mit einem halbkreisförmigen Bereich 1 a, einem ersten geraden Bereich 1 b, der die beiden Enden des halbkreisförmigen Bereichs 1 a verbindet und einem zweiten geraden Bereich 1 c ausgebildet ist. Der zweite gerade Bereich 1 c verbindet die Mitte des ersten geraden Bereichs 1 b mit dem Scheitelpunkt des halbkreisförmigen Bereichs 1 a. - -

Auch auf der Grundplatte 1 des zweiten Ausführungsbeispiels ist ein Tragarm 2 so gelagert, dass der um eine Achse B, die im zweiten geraden Bereich 1 c am Mittelpunkt des halbkreisförmigen Bereichs 1 a angeordnet ist, dreh- bzw.

schwenkbar ist.

Der Montageschlüssel 5 ist mittels eines Sechskantbolzens 4a und zwei Klemmbacken 7 auf dem Tragarm 2 aufgespannt und fixiert. Der Tragarm 2 ist durch eine zwischen der Grundplatte 1 und dem Tragarm 2 angeordnete Gasfeder 18 mit integrierter Dämpfung vorgespannt und wird von einem bolzenförmigen Startanschlag 6 in seiner Startposition in etwa parallel zum zweiten geraden Bereich 1 c der Grundplatte 1 gehalten. Durch Verdrehen des Sechskantbolzens 4a um die Achse A wird wie im ersten Ausführungsbeispiel eine Vorspannung auf den Montageschlüssel 5 aufgebracht. Die interne Winkelanzeige des Montageschlüssels 5 wird auf den Winkel 0° eingestellt.

Nach dem Lösen eines Riegels 20 wird der Bolzen des Startanschlags 6 durch eine Feder 21 , die unterhalb der Grundplatte 1 angeordnet ist, von dem Tragarm 2 weg gezogen und gibt diesen frei. Die Kraft der Gasfeder 18 setzt daraufhin den Tragarm 2 in Bewegung und dreht den Tragarm 2 mit dem darauf fixierten

Montageschlüssel 5 entlang des halbkreisförmigen Bereichs 1 a der Grundplatte 1 um die Achse B bis zu einen Zielanschlag 8, der in einer der Steckpositionen 10a, 10b, 10c , die im halbkreisförmigen Bereich 1 a der Grundplatte 1 ausgebildet sind, fixiert ist. Die Gasfeder 18 bewegt den Tragarm 2 dabei ruckfrei ohne sprunghafte Änderungen der Geschwindigkeit.

Der Winkelanstand zwischen dem Startanschlag 6 und dem Zielanschlag 8 ist aufgrund der präzisen Ausführung der Grundplatte 1 und gegebenenfalls aufgrund einer zusätzlich durchgeführten Vermessung der Überprüfvorrichtung, um den Winkel zwischen dem Startanschlag 6 und dem Zielanschlag 8 mit hoher

Genauigkeit zu bestimmen, hochgenau bekannt.

Der von der Winkelmessvorrichtung im Montageschlüssel 5 gemessene und am Montageschlüssel 5 angezeigte Winkel wert wird abgelesen und mit dem durch den Winkelabstand zwischen den beiden Anschlägen 6, 8 vorgegebenen Sollwert verglichen und beurteilt. - -

Die Überprüfung kann durch die Verwendung unterschiedlicher Steckpositionen 10a, 10b, 10c, 10 für den Zielanschlag 8, die im halbkreisförmigen Bereich 1 a der Grundplatte 1 ausgebildet sind, für verschiedene Winkelabstände durchgeführt werden.

Auch im zweiten Ausführungsbeispiel kann die Überprüfung, wie im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, sowohl bei einer Drehbewegung im Uhrzeigersinn wie auch bei einer Drehbewegung gegen den Uhrzeigersinn durchgeführt werden.

Eine Überprüfung bei einer Drehbewegung gegen den Uhrzeigersinn wird insbesondere durch eine spiegelbildliche bzw. zusätzliche Anordnung des Startanschlags 6 und des Zielanschlags 8 in Steckpositionen 19a, 1 1 a, 1 1 b, 1 1 c, 1 1 d auf der gegenüberliegenden (in den Figuren 2a und 2c rechts dargestellten) Seite der Grundplatte 1 ermöglicht.

Die Gasfeder 18 ist so angeordnet, dass sie in der Mitte der Grundplatte 1 im Wesentlichen parallel zum zweiten geraden Bereich 1 c ausgerichtet ist. Die Bohrungen 19 für den Startanschlag 6 sind außerhalb dieser Linie angeordnet, so dass die Gasfeder 18 in beide Richtungen eine Kraft bzw. ein Drehmoment auf den Tragarm 2 ausübt. Der Tragarm 2 wird bei einer Messung gegen den Uhrzeigersinn vor dem Start gegen einen Startanschlag 6 auf der rechten Seite gedrückt. Der Ablauf der Überprüfung gegen den Uhrzeigersinn entspricht dem zuvor beschriebenen Vorgehen der Überprüfung im Uhrzeigersinn.

Auch die Vorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann an einem Halteklotz 9 in einen in den Figuren nicht gezeigten Schraubstock eingespannt werden.