DE29501355U1 - Torque wrench - Google Patents
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Description
Drehmomentschlüssel Torque wrenches l
Die Erfindung betrifft einen Drehmomentschlüssel zum kontrollierten Anziehen von Schrauben, Muttern etc. Drehmomentschlüssel mit einstellbaren Drehmomentwerten sind bekannt. Das Überschreiten des eingestellten Drehmoments macht sich für den Benutzer durch ein kurzzeitiges Nachgeben des Drehmomentschlüssels, das sogenannte "Auslösen", bemerkbar. Der Benutzer spürt einen kurzen Ruck, verbunden mit einem knackenden Geräusch, wodurch ihm signalisiert ist, daß nunmehr der eingestellte Drehmomentwert erreicht ist.The invention relates to a torque wrench for the controlled tightening of screws, nuts, etc. Torque wrenches with adjustable torque values are known. If the set torque is exceeded, the user notices that the torque wrench gives way briefly, the so-called "release". The user feels a short jolt, combined with a cracking noise, which signals to him that the set torque value has now been reached.
Eine wirklich genaue Dosierung des Anzugsmomentes ist mit einem solchen Drehmomentschlüssel nicht möglich, da bei einem forcierten Anziehen des Drehmomentschlüssels nach Erreichen des eingestellten Drehmomentes keine wirkliche Auslösung im Sinne einer sofortigen Unterbrechung des Anzugsmomentes stattfindet. Vielmehr führt die Auslösung nur zu einem kurzzeitigen Absinken des Anzugsmomentes, worauf dann anschließend sofort wieder das vom Benutzer aufgebrachte Hebelmoment einwirkt. Denn infolge der Geschwindigkeit, mit der diese Vorgänge ablaufen, hat es der Benutzer praktisch nicht in der Hand, auf das Auslösesignal sofort mit einem Beenden der Anzugskraft zu reagieren. Der Drehmomentschlüssel wird über den eingestellten Anzugswert hinaus "überrissen".It is not possible to precisely dose the tightening torque with such a torque wrench, since when the torque wrench is tightened too hard after the set torque has been reached, there is no real triggering in the sense of an immediate interruption of the tightening torque. Rather, the triggering only leads to a brief drop in the tightening torque, after which the lever torque applied by the user immediately takes effect again. Because of the speed at which these processes take place, the user has practically no control over reacting to the trigger signal immediately by stopping the tightening force. The torque wrench is "over-torn" beyond the set tightening value.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mit mechanischer Auslösung arbeitenden Drehmomentschlüssel zu schaffen, der eine genauere Dosierung des Anzugsmomentes ermöglicht.The invention is based on the object of creating a torque wrench that works with mechanical release and enables a more precise dosage of the tightening torque.
Telefon (OJ II) 5 7 21 31 ■ Telex SS Si i?) Telephone (OJ II) 5 7 21 31 ■ Telex SS Si i?)
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Drehmomentschlüsse! zum kontrollierten Anziehen von Schrauben, Muttern etc. vorgeschlagen, mitTo solve this problem, a torque wrench is proposed for the controlled tightening of screws, nuts, etc., with
einem ersten Schaft, der an seinem äußeren Ende mit einem Handgriff versehen ist,a first shaft provided with a handle at its outer end,
einem zweiten Schaft, der fest mit einem Werkzeugkopf verbunden ist, einem die Schäfte gelenkig verbindenden Schwenkbolzen mit quer zur Anzugsrichtung ausgerichteter Achse,a second shaft which is firmly connected to a tool head, a pivot pin which connects the shafts in an articulated manner and has an axis aligned transversely to the tightening direction,
einem zwischen zwei einander gegenüberliegenden Aufnahmen der Schäfte angeordneten, federbelasteten Sperrelement, welches die
Schäfte unterhalb eines einstellbaren Drehmomentwertes gegeneinander sperrt und oberhalb des Drehmomentwertes entsperrt, so daß diese eine
begrenzte Relativverschwenkung durchführen können,
einem Meßelement zum Erfassen der an einem der Schäfte wirkenden Materialspannungen,a spring-loaded locking element arranged between two opposite shaft receptacles, which locks the shafts against each other below an adjustable torque value and unlocks them above the torque value so that they can perform a limited relative pivoting,
a measuring element for detecting the material stresses acting on one of the shafts,
einer Auswerteeinheit zur Verarbeitung der Meßwerte des Meßelementes
und zur Umrechnung der Meßwerte in Drehmomentwerte,
und einem Anzeigeelement für die Anzeige des vorgegebenen Drehmomentwertes sowie für die stufenlose Anzeige der errechneten Drehmomentwerte.
an evaluation unit for processing the measured values of the measuring element and for converting the measured values into torque values,
and a display element for displaying the specified torque value as well as for the continuous display of the calculated torque values.
Ein solcher Drehmomentschlüssel ermöglicht dem Benutzer eine besonders genaue Dosierung des Anzugsmomentes. Die aktuellen Drehmomentwerte werden laufend ermittelt, und dem Benutzer über das Anzeigeelement angezeigt. Für den Benutzer ist auf diese Weise jederzeit abschätzbar, wie weit das von ihm aufgebrachte Anzugsmoment sich bereits dem einstellbaren maximalen Drehmomentwert angenähert hat. Der Benutzer kann daher, nachdem er das baldige Erreichen des Auslösemomentes erkennt, seine Kraft gezielt bis zum Erreichen des Auslösewertes dosieren. Die Gefahr eines Überreißens durch ein im Bereich des Auslösewertes zu heftiges Anziehen des Drehmomentschlüssels wird deutlich vermindert.Such a torque wrench enables the user to dose the tightening torque particularly precisely. The current torque values are continuously determined and shown to the user via the display element. The user can therefore estimate at any time how close the tightening torque he has applied has already come to the adjustable maximum torque value. The user can therefore, once he has recognized that the trigger torque is about to be reached, dose his force in a targeted manner until the trigger value is reached. The risk of over-tightening by tightening the torque wrench too vigorously in the range of the trigger value is significantly reduced.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist das Sperrelement ein würfelförmiges Kippelement, welches zugleich an Aufnahmeflächen beider Schäfte anliegt. According to a preferred development, the locking element is a cube-shaped tilting element, which simultaneously rests on the receiving surfaces of both shafts.
Mit der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, daß der eine Schaft den anderen Schaft auf einem Teil von dessen Länge umhüllt, und daß das Meßelement ein Dehnungsmeßelement ist, weiches in die Mantelfläche des innenliegenden Schaftes eingelassen ist.The invention further proposes that one shaft encloses the other shaft over a portion of its length and that the measuring element is a strain gauge which is embedded in the outer surface of the inner shaft.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Auswerteeinheit über eine Datenschnittstelie zum Abrufen der Meßdaten von außerhalb verfügt. Auf diese Weise lassen sich die mit dem Drehmomentschlüsse! erzeugten Anzugsmomente dokumentieren, etwa im Rahmen einer Qualitätskontrolle.In a further embodiment of the invention, it is proposed that the evaluation unit has a data interface for retrieving the measurement data from outside. In this way, the tightening torques generated with the torque wrench can be documented, for example as part of a quality control.
Zum Zwecke einer Dokumentation der erreichten Auslösewerte wird ferner vorgeschlagen, daß die Auswerteeinheit mit einem Speicher für Meßdaten versehen ist.For the purpose of documenting the achieved trigger values, it is further proposed that the evaluation unit be provided with a memory for measurement data.
Schließlich ist vorgesehen, daß das Anzeigeelement unter anderem über eine graphische Anzeige verfügt, wobei der Anzeige eine für den eingestellten Drehmomentwert repräsentative Maximalwert-Anzeige optisch zugeordnet ist. Der Benutzer kann durch Beobachten der Anzeige exakt nachverfolgen, inwieweit sich der momentan erzeugte Drehmomentwert bereits dem Maximalwert angenähert hat. Dadurch ist eine besonders feinfühlige Betätigung des Drehmomentschlüssels bis zum Erreichen des Auslösewertes möglich, ohne daß der Benutzer, wie dies bei Verwendung einer Ziffernanzeige erforderlich wäre, laufend Differenzwerte berechnen muß. Als graphische Anzeige kann z.B. eine Balken-Anzeige verwendet werden.Finally, it is intended that the display element has, among other things, a graphic display, whereby a maximum value display representative of the set torque value is optically assigned to the display. By observing the display, the user can precisely track to what extent the torque value currently generated has already approached the maximum value. This enables particularly sensitive operation of the torque wrench until the trigger value is reached, without the user having to constantly calculate difference values, as would be necessary when using a numeric display. A bar display, for example, can be used as a graphic display.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Drehmomentschlüssels der erfindungsgemäßen Art dargestellt. Darin zeigen:The drawing shows an embodiment of a torque wrench of the type according to the invention. It shows:
Fig. 1 in einem teilweisen Längsschnitt einen Drehmomentschlüssel und
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Drehmomentschlüssel nach Fig. 1.Fig. 1 in a partial longitudinal section a torque wrench and
Fig. 2 is a plan view of the torque wrench according to Fig. 1.
Der Drehmomentschlüsse! besteht in an sich bekannter Weise aus einem Werkzeugkopf 1 mit einem Werkzeugantriebselement in Form eines umschaltbaren Ratschenelements, einem am entgegengesetzten Ende befestigtenThe torque wrench! consists in a manner known per se of a tool head 1 with a tool drive element in the form of a switchable ratchet element, a
Handgriff 2 sowie einem Stab 3 zum Aufbringen eines hinreichend großen Hebearms. Handle 2 and a rod 3 for attaching a sufficiently large lifting arm.
Der Stab 3 setzt sich aus einem ersten Schaft 4, der mit dem Handgriff 2 verbunden ist, sowie einem zweiten Schaft 5 zusammen, der fest mit dem Werkzeugkopf 1 verbunden ist. Ein nahe dem Werkzeugkopf 1 in dem ersten Schaft 4 befestigter Schwenkbolzen 6 mit quer zur Anzugsrichtung ausgerichteter Achse 7 verbindet den ersten Schaft 4 mit dem zweiten Schaft 5. Hierbei ist der erste Schaft 4 rohrförmig ausgebildet, und umschließt den als langgestreckter Zylinder ausgebildeten zweiten Schaft 5. Der zweite Schaft 5 ist an seinem dem Werkzeugkopf 1 abgewandten Ende mit einer Stirnfläche 8 versehen, in die eine quadratische Aufnahme 9 für ein würfelförmiges Kippelement 10 eingearbeitet ist. Die gegenüberliegende Fläche des Kippelementes 10 stützt sich an einer weiteren Aufnahme 11 ab, die in der Stirnfläche eines Druckstückes 12 ausgebildet ist. An der der Aufnahme 11 abgewandten Stirnfläche wird das Druckstück 12 durch die Kraft einer Druckfeder 13 beaufschlagt, deren Federspannung sich durch Verdrehen des Handgriffs 2 einstellen läßt. Hierzu ist der mit dem Handgriff 2 verbundene äußere Abschnitt 14 des ersten Schaftes 4 gegenüber der übrigen Länge des ersten Schaftes 4 verdrehbar. Durch Verdrehen dieser Teile zueinander wird die Lage des äußeren Endes der Druckfeder 1 3 verändert, so daß deren Spannung einstellbar ist. Die Größe des Einstellwertes kann auf dem Anzeigeelement 18 abgelesen werden.The rod 3 consists of a first shaft 4, which is connected to the handle 2, and a second shaft 5, which is firmly connected to the tool head 1. A pivot bolt 6, which is fastened to the first shaft 4 near the tool head 1 and has an axis 7 aligned transversely to the tightening direction, connects the first shaft 4 to the second shaft 5. The first shaft 4 is tubular and encloses the second shaft 5, which is designed as an elongated cylinder. The second shaft 5 is provided with an end face 8 at its end facing away from the tool head 1, into which a square receptacle 9 for a cube-shaped tilting element 10 is incorporated. The opposite surface of the tilting element 10 is supported on a further receptacle 11, which is formed in the end face of a pressure piece 12. On the face facing away from the holder 11, the pressure piece 12 is acted upon by the force of a compression spring 13, the spring tension of which can be adjusted by turning the handle 2. For this purpose, the outer section 14 of the first shaft 4 connected to the handle 2 can be rotated relative to the remaining length of the first shaft 4. By turning these parts relative to one another, the position of the outer end of the compression spring 13 is changed so that its tension can be adjusted. The size of the setting value can be read on the display element 18.
Auf dem ersten Schaft 4 ist ein Gehäuse 16 befestigt. Das Gehäuse ist mit einer vorzugsweise auf einer Platine 17 angeordneten Auswerteeinheit versehen, und weist an seiner Oberseite ein Anzeigeelement 18 in Gestalt einer LCD-Anzeige auf. Zur elektrischen Versorgung der Auswerteeinheit 17 sowie des Anzeigeelementes 18 ist im unteren Teil des Gehäuses 16 ein Fach für mehrere Akkus oder Batterien 19 vorgesehen.A housing 16 is attached to the first shaft 4. The housing is provided with an evaluation unit, preferably arranged on a circuit board 17, and has a display element 18 in the form of an LCD display on its upper side. To supply the evaluation unit 17 and the display element 18 with electricity, a compartment for several rechargeable batteries or batteries 19 is provided in the lower part of the housing 16.
Meßelemente 20 in Gestalt von Dehnungsmeßstreifen sind auf der Außenseite des zweiten Schaftes 5 in der Nähe des Schwenkbolzens 6 angebracht. Die Anordnung der Dehnungsmeßstreifen erfolgt auf der Zug- sowie der Druckseite des ersten Schaftes 4. Signalleitungen 21 führen von den Meßelementen 20 zu der Auswerteeinheit 1 7.Measuring elements 20 in the form of strain gauges are mounted on the outside of the second shaft 5 near the pivot pin 6. The strain gauges are arranged on the tension and compression sides of the first shaft 4. Signal lines 21 lead from the measuring elements 20 to the evaluation unit 17.
Über verschiedene, auf der Oberseite des Gehäuses 16 angeordnete Tasten 22 lassen sich Funktionen und Meßdaten abrufen. Die Meßergebnisse werden auf dem Anzeigeelement 18 dargestellt. Über Steckkontakte 23 ist ein Anschluß des Drehmomentschlüssels an externe Datenauswertegeräte möglich, zum Beispiel einen Drucker oder eine zentrale Datenerfassung. Eine Kontrollleuchte 24 zeigt dem Benutzer an, daß die Batteriekapazität ausreichend ist.Functions and measurement data can be called up using various buttons 22 on the top of the housing 16. The measurement results are shown on the display element 18. The torque wrench can be connected to external data evaluation devices, such as a printer or a central data acquisition system, using plug contacts 23. An indicator light 24 shows the user that the battery capacity is sufficient.
Im Gebrauch wird zunächst durch Verdrehen des Handgriffs 2 der gewünschte Drehmomentwert eingestellt. Der so eingestellte Drehmomentwert wird digital auf dem Anzeigeelement 18 angezeigt. Sodann wird der Werkzeugkopf 1 mit dem an dessen Vierkant befestigten Werkzeug auf die anzuziehende Schraube oder Mutter aufgesetzt, und das erforderliche Anzugsmoment aufgebracht. Das aktuell vorliegende Drehmoment wird jederzeit digital auf dem Anzeigeelement 18 angezeigt. Zusätzlich ist eine graphische Anzeige 25 vorgesehen, bei der die Länge der dargestellten Grafik 26 ein Maß für den aktuell erzeugten Drehmomentwert ist. Neben der Grafik 26 befindet sich in optischer Zuordnung eine Maximalwert-Anzeige 27. Durch Vergleich der Grafik 26 mit dem Ort der Maximalwert-Anzeige 27 kann der Benutzer jederzeit feststellen, wie weit sich der aktuelle Drehmomentwert bereits dem Maximalwert genähert hat. Auf diese Weise ist ein besonders feinfühliges Arbeiten bis zum Erreichen des Maximalwertes möglich. Vorzugsweise ist die Grafik 26 und die Maximalwert-Anzeige 27 erst dann sichtbar, wenn zumindest die Hälfte des Maximalwertes erreicht ist.In use, the desired torque value is first set by turning the handle 2. The torque value set in this way is displayed digitally on the display element 18. The tool head 1 is then placed on the screw or nut to be tightened with the tool attached to its square and the required tightening torque is applied. The current torque is displayed digitally on the display element 18 at all times. In addition, a graphic display 25 is provided, in which the length of the graphic 26 shown is a measure of the torque value currently generated. Next to the graphic 26 there is a maximum value display 27 in visual alignment. By comparing the graphic 26 with the location of the maximum value display 27, the user can determine at any time how close the current torque value has already come to the maximum value. In this way, particularly sensitive work is possible until the maximum value is reached. Preferably, the graphic 26 and the maximum value display 27 are only visible when at least half of the maximum value has been reached.
Dem Benutzer wird das Erreichen des gewünschten Drehmomentes ferner dadurch signalisiert, daß der Drehmomentschiüssei auslöst. Dieser Zustand ist erreicht, sobald die auf den zweiten Schaft 5 einwirkende Biegebelastung zu einem Kippen des ursprünglich an beiden Aufnahmen 9, 11 anliegenden Kippelementes 10 führt, infolge dieses Kippens tritt eine geringfügige, aber schlagartige Winkelveränderung zwischen erstem Schaft 4 und zweitem Schaft 5 um die Achse 7 auf, die für den Benutzer deutlich spürbar ist, und ferner von einem gut hörbaren, knackenden Geräusch begleitet wird. Für den Benutzer ist dies das Zeichen, das der gewünschte Drehmomentwert erreicht ist.The user is also notified that the desired torque has been reached by the torque wrench being triggered. This state is reached as soon as the bending load acting on the second shaft 5 leads to a tilting of the tilting element 10, which was originally in contact with both mounts 9, 11. As a result of this tilting, a slight but sudden change in angle occurs between the first shaft 4 and the second shaft 5 around the axis 7, which is clearly noticeable to the user and is also accompanied by a clearly audible cracking noise. For the user, this is the sign that the desired torque value has been reached.
Die Auswerteeinheit 17 ist mit einem Speicher versehen, um eine Vielzahl vorangegangener Drehmomentwerte zum Zwecke der Kontrolle oder Dokumentation abzuspeichern. Die gespeicherten Werte können auch von außerhalb abgerufen oder dort ausgedruckt werden, wozu die Datenschnittstelle in Gestalt der Steckkontakte 23 vorgesehen ist.The evaluation unit 17 is provided with a memory in order to save a large number of previous torque values for the purpose of checking or documentation. The stored values can also be called up from outside or printed out there, for which purpose the data interface in the form of the plug contacts 23 is provided.
Über die Tasten 22 lassen sich weitere Funktionen abrufen, zum Beispiel Höchstwerte, Mindestwerte oder Durchschnittswerte. Es kann außerdem nach eingestelltem, ausgelöstem und erreichtem Drehmomentwert unterschieden werden, und diese können getrennt angezeigt werden. Eine Umrechnung und Anzeige in anderen Maßsystemen ist ebenfalls möglich.Additional functions can be called up using the 22 buttons, such as maximum values, minimum values or average values. A distinction can also be made between set, triggered and achieved torque values and these can be displayed separately. Conversion and display in other measurement systems is also possible.
Claims (6)
einem Meßelement (20) zum Erfassen der an einem der Schäfte (4, 5) wirkenden Materialspannungen,a spring-loaded locking element arranged between two opposite receptacles (9, 11) of the shafts (5, 4), which locks the shafts (4, 5) against each other below an adjustable torque value and unlocks them above the torque value, so that they can perform a limited relative pivoting,
a measuring element (20) for detecting the material stresses acting on one of the shafts (4, 5),
und einem Anzeigeelement (18) für die Anzeige des vorgegebenen Drehmomentwertes sowie für die stufenlose Anzeige der errechneten Drehmomentwerte.an evaluation unit (17) for processing the measured values of the measuring element (20) and for converting the measured values into torque values,
and a display element (18) for displaying the specified torque value and for continuously displaying the calculated torque values.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19950413 |
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| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 19980306 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20010320 |
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| R158 | Lapse of ip right after 8 years |
Effective date: 20030801 |