BAUS, Stefan (Keusenhof 65, Solingen, 42697, DE)
KRAUS, Peter (Ringstr. 9, Wülfrath, 42489, DE)
BAUMANN, Dieter (Am Ueling 54, Remscheid, 42859, DE)
BAUS, Stefan (Keusenhof 65, Solingen, 42697, DE)
KRAUS, Peter (Ringstr. 9, Wülfrath, 42489, DE)
| Patentansprüche:
1. Verfahren zum Kalibrieren eines Drehmomentschlüssels, wobei ein Antrieb des Drehmomentschlüssels mit einem Prüfantrieb, ein Einstellantrieb mit einem Drehmomenteinstellelement des Drehmomentschlüssels zumindest zeitlich beschränkt verbunden und der Drehmomentschlüssel widergelagert wird, wobei mittels einer Steuerung über den Einstellantrieb eine zu prüfende Drehmomenteinstellung am Drehmomentschlüssel eingestellt wird, der Prüfantrieb aktiviert und ein Auslösemoment und/oder ein mittels einer Anzeigeeinheit des Drehmomentschlüssels angezeigtes Drehmoment erfasst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentschlüssel auf ein vorgegebenes, insbesondere initialisierendes Drehmoment voreingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehmomentkennlinie verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentschlüssel ausgerichtet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren wiederholt durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mit unterschiedlichen Drehmomenteinstellungen des Drehmomentschlüssels wiederholt durchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomenteinstellung und/oder das erfasste Auslösemoment und/oder Drehmoment protokolliert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehmomentschlüsselidentifikation erfasst wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mittels einer insbesondere programmgesteuerten Rechnereinrichtung gesteuert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine menügestützte Ein- und/oder Ausgabemaske verwendet wird.
11. Vorrichtung zum Kalibrieren eines Drehmomentschlüssels, wobei die Vorrichtung einen Prüfantrieb zur Verbindung mit einem Antrieb des Drehmomentschlüssels sowie eine Widerlagerung für den Drehmomentschlüssel aufweist, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen Einstellantrieb zur Verbindung mit einem Drehmomenteinstellelement des Drehmomentschlüssels.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Einstellantrieb einen Greifer aufweist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch einen Sensor.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstellantrieb, der Greifer und/oder der Prüfantrieb mittels einer Steuerung steuerbar ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung eine insbesondere programmierbare Rechnereinrichtung aufweist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung eine Eingabeeinheit aufweist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerlagerung automatisch an den Drehmomentschlüssel anpassbar ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerlagerung elastisch ausgebildet und/oder bewegbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, gekennzeichnet durch Mittel zum Ausrichten des Drehmomentschlüssels. |
Verfahren zum Kalibrieren eines Drehmomentschlüssels
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines Drehmomentschlüssels sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Drehmomentschlüssel, Drehmomentschraubendreher und dergleichen, im folgenden unter dem Begriff Drehmomentschlüssel zusammengefasst, werden vielfach als Mess- und/oder Arbeitswerkzeuge bei mechanischen Tätigkeiten eingesetzt, bei denen die Einhaltung eines Drehmomentes für die bestimmungsgemäße Funktion erforderlich beziehungsweise vorgeschrieben ist. An Drehmomentschlüssel der gattungsgemäßen Art sind deshalb erhöhte Anforderungen hinsichtlich der Genauigkeit zu richten. Darüber hinaus sind diese Vorrichtungen bei der Herstellung zu kalibrieren, so dass eine hinreichend genaue Drehmomentbereitstellung während des bestimmungsgemäßen Betriebs erreicht werden kann. Drehmomentschlüssel können für Handbetätigung und/oder automatisierte Betätigung vorgesehen sein.
Darüber hinaus unterliegen Drehmomentschlüssel während des bestimmungsgemäßen Betriebs einer Alterung, die zu Abweichungen zwischen einem eingestellten Drehmoment und dem tatsächlich bereitgestellten Drehmoment, beispielsweise ein Auslösemoment führen können. Auch mechanische Beanspruchungen, insbesondere überbeanspruchungen, unsachgemäße Beanspruchungen und dergleichen können dazu führen, dass eine Einstellung eines Drehmoments nicht mehr mit dem bereitgestellten Drehmoment des Drehmomentschlüssels übereinstimmt.
Drehmomentschlüssel werden deshalb bei der Herstellung kalibriert beziehungsweise nach einer gewissen Gebrauchsdauer rekalibriert. Die Anforderungen für Kalibrierungen von Drehmomentschlüsseln sind beispielsweise in der EN ISO 6789 definiert. Danach sind bestimmte Messaufbauten vorgesehen und bestimmte Prüfabläufe für die Drehmomentschlüssel vorgesehen.
Im Stand der Technik ist es üblich, die Kalibrierung von Drehmomentschlüsseln, insbesondere handbetätigten Drehmomentschlüsseln mittels einer Kalibriervorrichtung durchzuführen, wobei ein erhebliches Maß an manueller Tätigkeit durch ein Prüfpersonal erforderlich ist. Der erforderliche manuelle Eingriff des Prüfpersonals führt neben einem hohen Zeit- und Kostenaufwand auch zu Ungenauigkeiten, die durch manuelle Tätigkeiten des Prüfpersonals verursacht sein können. So können beispielsweise Messwerte falsch aufgenommen beziehungsweise in Prüflisten falsch eingetragen werden. Darüber hinaus besteht die Gefahr von Schreibfehlern, wodurch weitere Unzulänglichkeiten des Verfahrens des Stands der Technik offenbar werden.
Die Erfindung hat es sich nunmehr zur A u f g a b e gemacht, bezüglich der vorgenannten Nachteile eine Verbesserung herbeizuführen.
Als L ö s u n g wird mit der Erfindung ein gattungsgemäßes Verfahren zum Kalibrieren eines Drehmomentschlüssels vorgeschlagen, wobei ein Antrieb des Drehmomentschlüssels mit einem Prüfantrieb, ein Einstellantrieb mit einem Drehmomenteinstellelement des Drehmomentschlüssels zumindest zeitlich beschränkt verbunden und der Drehmomentschlüssel widergelagert wird, wobei mittels einer Steuerung über den Einstellantrieb eine zu prüfende Drehmomenteinstellung am Drehmomentschlüssel eingestellt wird, der Prüfantrieb aktiviert und ein Auslösemoment und/oder ein mittels einer Anzeigeeinheit des Drehmomentschlüssels angezeigtes Drehmoment erfasst wird.
Die Erfindung ermöglicht es somit erstmals, unter weitgehender Vermeidung von manuellen Eingriffen des Prüfpersonals eine Kalibrierung von Drehmomentschlüsseln vorzunehmen. Erreicht wird dies unter anderem dadurch, dass das Drehmomenteinstellelement des Drehmomentschlüssels mittels eines Einstellantriebs eingestellt werden kann. Die an dieser Stelle beim Stand der Technik erforderlichen manuellen Tätigkeiten können vollständig entfallen. Neben der Prüfung der erforderlichen
Werte kann auch die Genauigkeit des Einsteilens des Drehmomenteinstellelements weiter erhöht werden. Dies erlaubt es, den Kalibriervorgang an sich hinsichtlich seiner Genauigkeit zu verbessern. Darüber hinaus erlaubt die Erfassung des Auslösemoments beziehungsweise des angezeigten Drehmoments eine weitere Erhöhung der Zuverlässigkeit der Kalibrierung, da auch hier manuelle Tätigkeiten des Prüfpersonals vermieden werden können. Vorzugsweise kann die Erfassung vollständig automatisiert durchgeführt werden, so dass manuelle Eingriffe vollständig unterbleiben können. Die erreichbare Automatisierung des erfindungsgemäßen Kalibrierungsverfahrens erlaubt es, nicht nur die Kosten zu senken, sondern auch die Durchführung des Verfahrens zu beschleunigen. Insbesondere können die normgemäß vorgeschriebenen Einstellungsvorgaben für den Prüfablauf automatisiert und damit hinsichtlich ihres zeitlichen Ablaufs optimiert durchgeführt werden, so dass der Zeitaufwand für den Kalibriervorgang minimiert werden kann. Darüber hinaus kann der Prüfablauf mit einer hohen Reproduzierbarkeit gewährleistet werden, da Schwankungen, beispielsweise hervorgerufen durch manuelle Betätigung weitgehend vermieden werden können.
Zur Durchführung des Verfahrens kann ferner vorgesehen sein, dass der Drehmomentschlüssel auf ein vorgegebenes, insbesondere initialisierendes Drehmoment voreingestellt wird. Die Voreinstellung des Drehmomentschlüssels kann somit als Referenzeinstellung dienen, auf die die vorzunehmenden Kalibriermessungen bezogen werden können. Natürlich kann auch vorgesehen sein, dass im Rahmen des Verfahrens eine Referenzeinstellung automatisch vorgenommen beziehungsweise gewählt wird. Die Referenzeinstellung kann aber auch extern vorgegeben werden, so beispielsweise durch eine Vorgabe des Prüfpersonals oder dergleichen. Natürlich kann auch vorgesehen sein, dass der Drehmoment selbst bereits eine detektierbare Referenzstellung zur Verfügung stellt, so dass ein Eingriff des Prüfpersonals nicht erforderlich ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass eine Drehmomentkennlinie verwendet wird. Die Drehmomentkennlinie gibt an, bei welcher Einstellung des Drehmomenteinstellelements welches Drehmoment am Antrieb des Drehmomentschlüssels bereitgestellt wird. Hierdurch ist das am Antrieb bereitgestellte Drehmoment eindeutig mit einer Einstellung des Drehmomenteinstellelements korreliert. Dies erlaubt eine Vereinfachung des Kalibrierverfahrens.
Gemäß einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass der Drehmomentschlüssel
ausgerichtet wird. Vorzugsweise erfolgt die Ausrichtung des Drehmomentschlüssels ebenfalls gemäß der eingangs angegebenen Norm, so dass eine gute Reproduzierbarkeit des Kalibrierverfahrens erreicht werden kann. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass das Kalibrierverfahren im Wesentlichen störende Einflüsse aufgrund von Fehlstellungen des Drehmomentschlüssels vermeidet.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Verfahren wiederholt durchgeführt wird. Dies erlaubt es, statistische Methoden zur Kalibrierung heranzuziehen, wie sie beispielsweise ebenfalls in der eingangs angegebenen Norm beschrieben sind. Die Zuverlässigkeit des Verfahrens kann weiter verbessert werden.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das Verfahren mit unterschiedlichen Drehmomenteinstellungen des Drehmomentschlüssels wiederholt durchgeführt wird. Dies erlaubt es, den Kalibriervorgang nicht nur an einer einzigen Einstellung des Drehmomentschlüssels durchzuführen, sondern in einem vorgesehen Betriebsbereich, beziehungsweise insbesondere in einem gesamten zulässigen Anwendungsbereich des Drehmomentschlüssels. Dies erlaubt eine hohe Zuverlässigkeit der auf diese Weise kalibrierten Drehmomentschlüssel.
Zur Verbesserung der Qualität kann ferner vorgesehen sein, dass die Drehmomenteinstellung und/oder das erfasste Auslösemoment und/oder Drehmoment protokolliert wird. Vorzugsweise sind die diesbezüglich erfassten Werte in Tabellen zu Wertepaaren zusammengefasst. Die Wertepaare können zwei oder mehrere Werte umfassen. Die Wertepaare sind vorzugsweise einem Kalibrierpunkt des Drehmomentschlüssels zugeordnet. Das Protokollieren kann in Form von elektronischen Tabellen erfolgen, die in geeigneten Speichereinheiten gespeichert werden können. Dies erlaubt es, die auf diese Weise gewonnenen Daten einer späteren Auswertung zuzuführen. So können beispielsweise Fertigungsabläufe für Drehmomentschlüssel überwacht werden.
Gemäß einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass eine Drehmomentschlüsselidentifikation erfasst wird. So kann vorgesehen sein, dass herstellungsseitig jeder Drehmomentschlüssel mit einer eigenen Identifikation versehen wird. Diese kann beispielsweise durch Einprägungen in einem Gehäuse des Drehmomentschlüssels, durch Aufkleber, durch elektronische Speichermittel wie
Transponder oder dergleichen gebildet sein. Die Drehmomentschlüsselidentifikation erlaubt es, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erfassten Werte jedem kalibrierten Drehmomentschlüssel eindeutig zuzuordnen. Auch diese Maßnahme kann die Qualität verbessern und erlaubt es, einen Auslieferungszustand des Drehmomentschlüssels zu verifizieren.
Weiterhin kann das Verfahren mittels einer insbesondere programmgesteuerten Rechnereinrichtung gesteuert werden. Vorzugsweise sind der Prüfantrieb und der Einstellantrieb mittels der Rechnereinrichtung steuerbar. Darüber hinaus können Sensoren vorgesehen sein, um bestimmte Stellungen der Antriebe erfassen zu können. Mittels weiterer Sensoren können das Auslösemoment beziehungsweise das angezeigte Drehmoment erfasst werden. Diese Daten können der Rechnereinrichtung zugeführt werden, so dass diese daraus die entsprechenden Ansteuersignale für die Antriebe erzeugt. Die ermittelten Daten können darüber hinaus für eine spätere Verwendung beziehungsweise Qualitätssicherung gespeichert werden. Vorzugsweise ist die Rechnereinrichtung programmgesteuert, so dass sie auf einfache Weise an unterschiedliche Drehmomentschlüssel angepasst werden kann. Vorteilhaft ist dies insbesondere für Drehmomentschlüssel, die erst nach Erstellung der Rechnereinrichtung entwickelt worden sind. Eine hohe Flexibilität kann erreicht werden. Darüber hinaus kann natürlich vorgesehen sein, dass die Rechnereinrichtung ganz oder zumindest teilweise durch eine Hardwareschaltung realisiert ist. Diese Ausgestaltung eignet sich insbesondere bei Kalibrierung einer hohen Stückzahl gleicher Drehmomentschlüssel. Eine Steuerung kann über Ein-/Ausgabemittel, die mit der Rechnereinrichtung kommunikationstechnisch verbunden sind, vom Prüfpersonal vorgenommen werden. Mit der Rechnereinrichtung kann eine im Wesentlichen automatisierte Verfahrensführung erreicht werden.
Um die Zuverlässigkeit des Verfahrens und die Bedienung weiter zu verbessern, kann eine menügestützte Ein- und/oder Ausgabemaske verwendet werden. Diese erweist sich als vorteilhaft in Verbindung mit den Ein-/Ausgabemitteln, beispielsweise einem berührungssensitiven Bildschirm. Dies erlaubt es dem Prüfpersonal, zuverlässig Eingaben vorzunehmen und Ausgaben richtig zuzuordnen. Darüber hinaus können den Verfahrensablauf beziehungsweise die Qualität betreffende Meldungen erzeugt werden, die ergonomisch günstig wahrnehmbar sind.
Mit der Erfindung wird ferner eine Vorrichtung zum Kalibrieren eines
Drehmomentschlüssels vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung einen Prüfantrieb zur Verbindung mit einem Antrieb des Drehmomentschlüssels sowie eine Widerlagerung für den Drehmomentschlüssel als auch einen Einstellantrieb zur Verbindung mit einem Drehmomenteinstellelement des Drehmomentschlüssels aufweist.
Der Einstellantrieb erlaubt es erstmals, Einstellungen des Drehmomentschlüssels automatisiert vorzunehmen. Entsprechende manuelle Eingriffe des Prüfpersonals können somit vermieden werden. Dies erhöht die Genauigkeit des Kalibriervorgangs und erlaubt es, Kosten sowie Kalibrierzeit zu sparen.
Vorzugsweise weist der Einstellantrieb einen Greifer auf. Der Greifer ermöglicht eine einfache Verbindung mit dem Drehmomenteinstellelement. So kann der Greifer beispielswiese durch Greifklauen gebildet sein, die das Drehmomenteinstellelement des Drehmomentschlüssels ergreifen können. Ist beispielsweise das Drehmomenteinstellelement des Drehmomentschlüssels an einem gehäuseseitigen Ende als drehbare Hülse angeordnet, kann dieses mit dem Greifer in einfacher Weise für eine Betätigung ergriffen werden. Darüber hinaus kann der Greifer auch als Widerlagerung dienen, um eine separate Widerlagerung einsparen zu können. Der Greifer kann aber auch andere Elemente als Greifklauen aufweisen, um eine Verbindung mit dem Drehmomenteinstellelement herstellen zu können. So kann beispielsweise ein Reibelement, Klemmbacken oder dergleichen vorgesehen sein, mit welchem eine reibschlüssige Verbindung mit dem Drehmomenteinstellelement hergestellt werden kann.
Um Einstellwerte und/oder Messwerte erfassen zu können, weist die Vorrichtung vorzugsweise einen Sensor auf. Der Sensor kann natürlich auch dazu vorgesehen sein, eine Drehmomentschlüsselidentifikation zu erfassen. Beispielsweise kann der Sensor durch ein Mikrofon, einen Ultraschallsensor, einen induktiven beziehungsweise kapazitiven, optischen Sensor oder dergleichen gebildet sein. Natürlich können für unterschiedliche Werte auch unterschiedliche Sensoren vorgesehen sein. Mit dem Sensor kann das Auslösemoment beziehungsweise das angezeigte Drehmoment erfasst werden.
Bevorzugt sind der Einstellantrieb, der Greifer und/oder der Prüfantrieb mittels einer Steuerung steuerbar. Insbesondere ist die Steuerung mit dem Sensor verbunden, so dass in Abhängigkeit der vom Sensor bereitgestellten Signale eine Steuerung der entsprechenden Einheiten erfolgen kann. Auf diese Weise kann eine im Wesentlichen
vollständige Automatisierung des Kalibrierverfahrens erreicht werden.
Gemäß einer Weiterbildung weist die Steuerung eine insbesondere programmierbare Rechnereinrichtung auf. Die Rechnereinrichtung, vorzugsweise eine numerische, digitale Rechnereinrichtung erlaubt es, eine Vielzahl von unterschiedlichen Kalibrierungsverfahren automatisiert durchzuführen. Mit der Programmierbarkeit kann ferner erreicht werden, dass das Kalibrierverfahren hinsichtlich des Verfahrensablaufs an unterschiedliche Drehmomentschlüssel auf einfache Weise angepasst werden kann. Insbesondere können Verfahrensabläufe für bislang nicht vorgesehene Drehmomentschlüssel nachträglich implementiert werden. Die Rechnereinrichtung erlaubt es darüber hinaus, gewonnene Messwerte vorzugsweise in Verbindung mit Einstellwerten einer weiteren Auswertung zuzuführen. Auf diese Weise können Qualitätsaussagen über den jeweiligen Drehmomentschlüssel sowie auch über Herstellungsverfahren und Verschleiß ermittelt werden.
Vorzugsweise weist die Steuerung eine Eingabeeinheit auf. Mit der Eingabeeinheit ist es dem Prüfungspersonal möglich, das Kalibrierverfahren zu steuern. So kann beispielsweise der Start eines Kalibriervorgangs durch das Prüfpersonal veranlasst werden. Ferner besteht die Möglichkeit, das Kalibrierverfahren abzubrechen, beispielsweise wenn gefährliche Zustände entstehen. Die Eingabeeinheit kann beispielsweise durch eine manuelle Tastatur, eine Maus oder auch durch einen berührungsempfindlichen Bildschirm gebildet sein. Darüber hinaus kann eine Ausgabeeinheit vorgesehen sein, beispielsweise in Form eines Bildschirms, eines Druckers oder dergleichen. Dies erlaubt es dem Prüfpersonal, das erfindungsgemäße Verfahren aktuell zu verfolgen. Gegebenenfalls können Verfahrensabläufe unterbrochen, neu eingestellt oder geändert werden. Die Ausgabeeinheit kann mit der Eingabeeinheit gekoppelt sein, vorzugsweise kann sie einstückig in Form eines berührungsempfindlichen Bildschirms ausgebildet sein.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Widerlagerung automatisch an den Drehmomentschlüssel anpassbar ist. Die Widerlagerung kann hierzu beispielsweise verschieblich gelagert sein, wobei vorgesehen sein kann, dass die Position automatisch durch die Steuerung nach Erkennung der Drehmomentschlüsselidentifikation eingestellt wird. Vorzugsweise weist die Widerlagerung eine Elastizität auf, so dass während des Ablaufs des Verfahrens zum Kalibrieren des Drehmomentschlüssels eine Nachführung ermöglicht wird, wenn der Drehmomentschlüssel aufgrund einer
Drehmomentbeanspruchung während des Kalibrierens seine Position in der Vorrichtung geringfügig variiert.
Vorzugsweise ist die Widerlagerung deshalb elastisch ausgebildet und/oder bewegbar.
Weiterhin kann die Vorrichtung Mittel zum Ausrichten des Drehmomentschlüssels aufweisen. Hierdurch kann erreicht werden, dass der Drehmomentschlüssel in einer für die Durchführung des Verfahrens zum Kalibrieren günstigen Stellung angeordnet ist. Störende Einflüsse aufgrund von Fehlstellungen des Drehmomentschlüssels in der Vorrichtung können vermieden werden. Die Mittel zum Ausrichten können durch verfahrbare und/oder verstellbare Auflagen gebildet sein.
Weitere Vorteile und Merkmale sind der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels zu entnehmen. Im Wesentlichen gleichbleibende Bauteile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Ferner wird bezüglich gleicher Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung zum Ausführungsbeispiel in Fig. 1 verwiesen. Die Figuren sind Schemazeichnungen und dienen lediglich der Erläuterung des folgenden Ausführungsbeispiels.
Es zeigen:
Fig. 1 schematische Vorderansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 ,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in schematischer Darstellung und
Fig. 4 ein schematisches Ablaufschema für ein Verfahren gemäß der Erfindung.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zum Kalibrieren eines Drehmomentschlüssels gemäß der Erfindung, im folgenden Kalibriervorrichtung genannt, in Form eines Prüfstandes mit einem Grundgestell 20, an dem ein Prüfantrieb mit einem Antriebsmotor 15 für eine Drehmomenterzeugung, einer Messelektronik 11 zur Messung des durch den Antriebsmotor 15 erzeugten Drehmoments, einem Getriebe 14 sowie einem
Messwertgeber 13, der eine Torsionswelle mit DMS-Messbrücken umfasst, angeordnet ist. Der Prüfantrieb weist ferner dem Antriebsmotor 15 gegenüberliegend eine nicht bezeichnete Aufnahme für einen handbetriebenen Drehmomentschlüssel 19 auf, der hier einen Prüfling darstellt (Fig. 3). Ferner ist am Gestell 20 eine Widerlagerung in Form eines Drehmomentwiderlagers 21 mit einer wälzgelagerten, translatorisch geführten Drehmomentstütze 8 vorgesehen. Während der Prüfung stützt sich ein Hebelarm des Drehmomentschlüssels 19 an der Drehmomentstütze 8 ab. Die Führung der Drehmomentstütze 8 erlaubt es, während der Prüfbeanspruchung des Drehmomentschlüssels 19 auftretende mechanische Verwindungen abzufangen.
Ferner ist am Grundgestell 20 ein Einstellantrieb 18 in Form einer pneumatisch angetriebenen Spannzange 12 mit auswechselbaren Backen 3 als Greifer befestigt, welche Spannzange 12 mittels eines Antriebsmotors 1 rotatorisch antreibbar ist. Mit dem Bezugszeichen 2 ist eine Ventilsteuerung eines pneumatischen Antriebs für die Spannzange 12 bezeichnet.
Zur Positionierung des Einstellantriebs 18 sind Schlitten 4, 5 und 6 vorgesehen, die eine Verfahrbarkeit des Einstellantriebs gegenüber dem Grundgestell 20 ermöglichen. Mit dem Schlitten 5 kann der Einstellantrieb gegenüber dem Gestell 20 in Höhenrichtung verfahren werden. Der Schlitten 6 erlaubt dagegen eine horizontale Verfahrbarkeit in Querrichtung zu einer Rotationsachse der Spannzange 12. Mittels eines weiteren Schlittens 4 (Fig. 3) kann der Einstellantrieb in Richtung der Rotationsachse der Spannzange 12 verfahren werden. Auf diese Weise kann der Einstellantrieb an nahezu jede beliebige Drehmomentschlüsselausführung angepasst verfahren werden.
Die Spannbacken 3 sind bezüglich der Rotationsachse der Spannzange 12 radial verfahrbar, so dass ein nicht näher bezeichnetes Drehmomenteinstellelement des Drehmomentschlüssels 19 zur Einstellung eines gewünschten Drehmomentes ergriffen werden kann. Bei den in der vorliegenden Ausgestaltung zur Kalibrierung vorgesehenen Drehmomentschlüsseln 19 ist das Drehmomenteinstellelement an dem Antrieb des Drehmomentschlüssels gegenüberliegenden Ende des Hebelarms angeordnet. Das Drehmomenteinstellelement ist vorliegend durch eine drehbare Hülse gebildet, die bei den zu prüfenden Drehmomentschlüsseln 19 zugleich auch die Handhabe für den späteren bestimmungsgemäßen Gebrauch bildet.
In Fig. 3 ist ferner ersichtlich, dass auch das Drehmomentwiderlager 21 auf einem Schlitten 7 gelagert ist, welcher ebenfalls in Längsrichtung der Rotationsachse der Spannbacke 12 gegenüber dem Gestell 20 längsverschieblich verfahrbar ist. Dies erlaubt es, das Widerlager bedarfsweise in eine für den zu prüfenden Drehmomentschlüssel 19 geeignete Position zu verfahren, um eine optimale Kalibrieranordnung erreichen zu können.
Am Gestell 20 ist ferner ein Monitor 10 angeordnet, der vorliegend als eine Ein- /Ausgabeeinheit bildender berührungsempfindlicher Bildschirm ausgebildet ist. Dieser steht in Kommunikationsverbindung mit einer Rechnereinrichtung 9, mittels der sämtliche Einheiten der Kalibriervorrichtung zur Durchführung des Kalibrierverfahrens gesteuert werden können. Hierzu ist die Rechnereinrichtung 9 kommunikationstechnisch mit einem Schaltkasten 16 verbunden, über den die entsprechenden Antriebe mit elektrischer Energie gesteuert versorgbar sind (Fig. 2).
Anhand von Fig. 4 wird im Folgenden ein erfindungsgemäßer Verfahrensablauf zum Kalibrieren des Drehmomentschlüssels 19 beschrieben. Hierzu ist vorgesehen, dass die Rechnereinrichtung 9 mittels eines Computerprogramms betrieben wird, welches eine menügestützte Bedienungsoberfläche auf dem berührungsempfindlichen Bildschirm 10 bereitstellt. In dem vorliegenden, beispielhaft angeführten Verfahrensablauf ist vorgesehen, dass das Prüfpersonal zunächst über eine Auswahlmaske die Auswahl des zu kalibrierenden Drehmomentschlüsseltyps eingibt. Hierzu wird mittels Berührung der entsprechenden Schaltfläche auf dem berührungsempfindlichen Bildschirm 10 eine Eingabe vorgenommen. Der Drehmomentschlüssel 19 wird nun manuell in eine Referenzstellung eingestellt, die in der Figur als O-Stellung angegeben ist. Der Drehmomentschlüssel 19 wird danach in die Kalibriervorrichtung eingesetzt, wie es in der Fig. 3 ersichtlich ist. Danach erfolgt durch Betätigen eines Startfeldes des berührungsempfindlichen Bildschirms 10 der Start des Kalibriervorgangs.
Ein erster Kalibrierschritt sieht vor, dass ein erster Prüfwert, hier 20 % des maximalen Einstellwertes für das Drehmoment des Drehmomentschlüssels 19 automatisch eingestellt wird. Hierzu wird die Spannbacke 12 entsprechend verfahren, so dass die Backen 3 in den Bereich des Drehmomenteinstellelements des Drehmomentschlüssels 19 gelangen. In dieser Position werden die Backen 3 radial nach innen verfahren, so dass sie das Drehmomenteinstellelement greifen. Nachdem die Spannbacke 12 über die Backen 3 mit
dem Drehmomenteinstellelement verbunden sind, wird der Antriebsmotor 1 aktiviert und die Spannbacke 12 rotatorisch angetrieben, bis die gewünschte Einstellung des Drehmomenteinstellelements erreicht ist. Vorliegend ist vorgesehen, dass hierzu eine Drehmomentkennlinie verwendet wird. Ist die gewünschte Stellung des Drehmomenteinstellelements erreicht, wird die rotatorische Bewegung der Spannzange 12 angehalten.
In dieser Stellung wird nunmehr der Antriebsmotor 15 aktiviert, so dass auf den Antrieb des Drehmomentschlüssels 19 ein zeitlich ansteigendes Drehmoment einwirkt. Das Drehmoment wird mittels des Messwertgebers 13 gemessen und an die Messelektronik 11 übermittelt. Mittels eines weiteren, nicht näher bezeichneten Sensors wird das Auslösen des Drehmomentschlüssels 19 erfasst. Sobald ein Auslösen des Drehmomentschlüssels 19 erfasst wird, wird ein Signal bezüglich des Messwerts für das Drehmoment an die Rechnereinrichtung 9 übermittelt. Diese prüft nun, ob der Messwert für das Drehmoment im zulässigen Toleranzbereich liegt.
Liegt der Messwert außerhalb des Toleranzbereiches, so wird mittels der Spannzange 12 das Drehmomenteinstellelement in seine Referenzstellung zurückverfahren. Auf dem berührungsempfindlichen Bildschirm 10 wird eine entsprechende Fehlermeldung angezeigt. Nach Abschluss des Rückstellvorgangs werden die Backen 3 radial nach außen verfahren und die Spannzange 12 mittels des Schlittens 4 axial von dem Drehmomenteinstellelement entfernt. Der Drehmomentschlüssel 19 ist in dieser Stellung zur Entnahme bereit. Das Prüfpersonal entnimmt den Drehmomentschlüssel 19 und führt diesen einer Nacharbeit zu. Nach erfolgter Nacharbeit wird der Drehmomentschlüssel 19 wieder erneut dem Kalibriervorgang zugeführt.
Ist der erste Prüfschritt dagegen erfolgreich verlaufen, so erfolgt ein weiterer Prüfschritt. Hierzu wird mittels der Spannzange 12 das Drehmomenteinstellelement auf einen zweiten Wert eingestellt, der vorliegend 60 % des maximalen Einstelldrehmoments entspricht. Der Ablauf entspricht im Wesentlichen dem Ablauf wie zur Prüfung des 20 %-Wertes zuvor beschrieben. Nachdem das Drehmomenteinstellelement auf den vorgeschriebenen Wert eingestellt ist, wird automatisch die Prüfung des entsprechenden Auslösemoments durchgeführt. Die entsprechenden Messwerte werden der Rechnereinrichtung zugeführt, die prüft, ob das Ergebnis im zulässigen Toleranzbereich liegt.
Ist das Messergebnis außerhalb des zulässigen Toleranzbereiches, erfolgt eine Meldung auf dem berührungsempfindlichen Bildschirm 10 und mittels der Spannzange 12 wird das Drehmomenteinstellelement wieder in seine Referenzposition verfahren. Das weitere Vorgehen entspricht der zuvor beschriebenen Abweichung aus dem Toleranzbereich bei 20 %.
Ist hingegen der zulässige Toleranzbereich bei dieser Messung eingehalten worden, erfolgt nunmehr in gleicher Weise ein Einstellen des Drehmomenteinstellelements auf einen dritten Wert, und zwar dem maximalen Drehmoment des Drehmomentschlüssels 19, und zwar auf die Weise wie zuvor beschrieben. In dieser Stellung erfolgt wieder eine Messung des Auslösemoments, welches erfasst und an die Rechnereinrichtung 9 übermittelt wird. Ist das Messergebnis außerhalb des zulässigen Toleranzbereichs, wird das Drehmomenteinstellelement wieder in die Referenzstellung rotatorisch verfahren und der Drehmomentschlüssel 19 wird einer Nacharbeit zugeführt. Ist das Drehmoment hingegen im Toleranzbereich, wird das Drehmomenteinstellelement ebenfalls in die Referenzstellung verfahren und es wird automatisch eine Seriennummer generiert, die mittels eines nicht näher beschriebenen Druckers auf ein Klebeetikett gedruckt wird, welches an dem Drehmomentschlüssel 19 befestigt wird. Vorliegend ist die Seriennummer in Form eines Barcodes vorgesehen, so dass eine automatisierte elektronische Verarbeitung vorgesehen werden kann. Danach erfolgt ein automatischer Ausdruck eines Zertifikats. Die entsprechenden Daten der Kalibrierung des Drehmomentschlüssels 19 werden ferner in einer nicht näher bezeichneten Datenbank gespeichert. Der Drehmomentschlüssel 19 wird nun der Kalibriervorrichtung entnommen und ein neuer Drehmomentschlüssel 19 wird in die Kalibriervorrichtung eingelegt. An dieser Stelle beginnt der Prüfablauf wieder von vorn.
Natürlich können mit dem vorbeschriebenen Verfahrensablauf nicht nur neu hergestellte Drehmomentschlüssel hergestellt werden, sondern es können darüber hinaus auch bereits in Gebrauch befindliche Drehmomentschlüssel rekalibriert werden.
Natürlich lassen sich weitere Maßnahmen zur Automatisierung vorsehen, so dass im Wesentlichen ein Kalibrierung von Drehmomentschlüsseln ohne manuelle Eingriffe erreicht werden kann. So können beispielsweise automatische Zuführ- und Entnahmevorrichtungen vorgesehen werden, die ein Einlegen beziehungsweise Entnehmen des Drehmomentschlüssels aus der Kalibriervorrichtung beziehungsweise in
die Kalibriervorrichtung ermöglichen. Weitere Maßnahmen können ein Vermessen des Drehmomentschlüssels in der Kalibriervorrichtung vorsehen, so dass die Spannbacke 12 automatisch in die korrekte Position verfahren wird, so dass mittels der Backen 3 das Drehmomenteinstellelement des Drehmomentschlüssels 19 ergriffen werden kann.
Die Rechnereinrichtung 9 umfasst ein Computerprogramm, mit welchem der vorbeschriebene Verfahrensablauf durchgeführt wird. Das Programm ist derart eingerichtet, dass es die Spannbacke 12 je nach Typ des Drehmomentschlüssels 19 in die korrekte Position verfahren kann. Ferner ist es möglich, bislang nicht bekannte Typen in dem Programm nachträglich vorzusehen, um so die Kalibriervorrichtung an neue Drehmomentschlüssel anpassen zu können.
Das vorbeschriebene Ausführungsbeispiel dient lediglich der Erläuterung der Erfindung und ist für diese nicht beschränkend.
Bezuqszeichenliste:
1 Antriebsmotor
2 Ventilsteuerung
3 Backe
4 Schlitten
5 Schlitten
6 Schlitten
7 Schlitten
8 Drehmomentstütze
9 Rechnereinrichtung
10 Monitor
11 Messelektronik
12 Spannzange
13 Messwertgeber
14 Getriebe
15 Antriebsmotor
16 Schaltkasten
18 Einstellantrieb
19 Drehmomentschlüssel
20 Grundgestell
21 Drehmomentwiderlager
Next Patent: COMPRESSOR UNIT FOR A DRAWING FRAME OF A TEXTILE MACHINE