DE2036377A1

DE2036377A1 - Torque wrench with device for displaying the change in torque over rotation

Info

Publication number: DE2036377A1
Application number: DE19702036377
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Krumhauer, Peter, Dipl Ing , 1000 Berlin
Priority date: 1970-07-17
Filing date: 1970-07-17
Publication date: 1972-01-20

Description

Drehmomentenschlüssel mit Vorrichtung zur Anzeige der Veranderung des Drehmomentes über der Drehung Die Erfindung betrifft einen Drehmomentenschlüssel mit Vorrichtung zur Anzeige der Veränderung des Drehmomentes über der Drehung für das Anziehen von Schrauben und Muttern, die hoch belastet werden sollen.Torque wrench with device to indicate the change of torque versus rotation The invention relates to a torque wrench with device for displaying the change in torque over rotation for the tightening of screws and nuts that are to be subjected to high loads.

Es sind Drehmomentenschlüssel bekannt, die das Drehmoment anzeigen. Um jedoch bei großen Belastungen' die Spannungsverteilung in der Schraube günstiger zu gestalten, ist es von Vorteil, die Schraube bis in den Anfang der plastischen Verformung anzuziehen.There are torque wrenches known that indicate the torque. However, in order to reduce the stress distribution in the screw in the event of high loads To shape, it is advantageous to keep the screw right up to the beginning of the plastic To attract deformation.

Dazu benötigt man ein Gerbt, das anzeigt, wann die Schraube vom elastischen in den plastischen Bereich übergeht. Dieser uebergang erfolgt gleichzeitig mit einer Verringerung der Änderung des Drehmomentes über der Drehung Der xrfindun; liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zu schaffen, das diesen Vorgang anzeigt und so ein sicheres Anziehen der Schraube bis in den anfang des plastischen Bereiches- erlaubt.To do this, you need a tannin that shows when the screw changes from the elastic merges into the plastic area. This transition takes place at the same time as a Reducing the change in torque over the rotation of the xrfindun; lies therefore the task of creating a device that displays this process and such a secure tightening of the screw up to the beginning of the plastic area - permitted.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit Hilfe von drei relativ zueinander verdrehbaren Ebenen, wobei die eine fes-t zum Nerkstück, die zweite fest zur Einleitungsstelle des Drehmomentes und die dritte fest zur Schraube ist, und die zweite und dritte durch ein Torsionsglied bei Einleitung eines Momentes gegeneinander verdreht werden, eine Relativbewegung zur ersten Ebene erzeugt wird, dergestalt, daß die Steigung dieser Bahn in jedem Punkt eine unmitteldM bare Funktion der gesuchten Ableitung darstellt. Der d# Steigungswinkel wird mit Hilfe einer Schleppkurve mechanisch dargestellt und durch eine Doppelparallelschwinge auf eine Anzeige übertragen.This object is achieved according to the invention in that with the help of three levels that can be rotated relative to one another, one of which is fixed to the nerkpiece, the second fixed to the point of introduction of the torque and the third fixed to the screw is, and the second and third by a torsion member when a moment is introduced are rotated against each other, a movement relative to the first plane is generated, in such a way that the slope of this trajectory is a direct function at every point represents the derivative sought. The d # pitch angle is determined with the help of a drag curve shown mechanically and transferred to a display by a double parallel rocker.

dM Außer der Größe wird auch die Größe des Drehmomentes, d# die der Verdrehung der zweiten zur dritten Ebene durch das Torsionsglied entspricht, mit Hilfe einer Kurvenscheibe und der Doppelparalelschwinge zur Anzeige gebracht. dM In addition to the size, the size of the torque, d # that of the Rotation of the second to the third plane by the torsion member corresponds to Brought to the display with the help of a cam and the double parallel rocker.

Ein ztusführungsbeisplel ist in der Zeichnung dargestellt: Um die Schraube zu verdrehen (Fig. 1), bringt man durch die beiden Handgriffe (11) ;uf die auswechselbare Nuß (1) ein Moment M auf. Dabei läuft der Kraftfluß durch folgende Teile, die alle fest miteinander verbunden sind: eingeleitet durch die Handgriffe (11), durch das Gehäuse (10), die Platte (9), das Rohr (8), den Vierkant (7), die Rundeisen (6), die Grundplatte(5), den Torsionsstab (4), das Zwischenstück (3), den Vierkant (2) und die Nuß (1) in die Schraube.A ztusführungbeisplel is shown in the drawing: To the To turn the screw (Fig. 1), you bring it through the two handles (11); uf the exchangeable nut (1) a moment M on. The power flow runs through the following Parts that are all firmly connected to one another: introduced by the handles (11), through the housing (10), the plate (9), the tube (8), the square (7), the Round iron (6), the base plate (5), the torsion bar (4), the intermediate piece (3), the square (2) and the nut (1) in the screw.

Das Zwischenstück (3) trägt außerdem das Mantel rohr (12), auf dem eine Nurvenscheibe (13) angeschweißt ist (Fig. 8).The intermediate piece (3) also carries the jacket tube (12) on which a nurve disc (13) is welded on (Fig. 8).

Zwischen dem Torsionsstab (4) mit der Grundplatte (5) und dem Mantelrohr (12) rnit der Kurvenscheibe (13) tritt bei Einleitung eines Momentes eine relative Verdrehung auf, die proportional. mit- dem Moment wächst. Die Kurvenscheibe (13) in Form einer logarithmischen Spirale drängt dabei den Stift (21), der in einer Nut der Grundplatte (5). verschiebbar ist-gegen die Kraft der Feder (37) nach außen (Fig. 3 und Fig. 7). Die Verschiebung kann dabei als Maß für das angreifende Moment benutzt werden.Between the torsion bar (4) with the base plate (5) and the jacket tube (12) with the cam (13) occurs when a torque is introduced a relative Twist on that proportional. grows with the moment. The cam (13) in the form of a logarithmic spiral pushes the pin (21), which is in a Groove in the base plate (5). is displaceable against the force of the spring (37) to the outside (Figures 3 and 7). The shift can be used as a measure for the attacking moment to be used.

Der Stift (21) ist Gelenk'einer Doppelparallelschwinge, die aus den Teilen 24 bis 30 zusammengesetzt- ist (Fig. 3). Dabei ist der Gelenkstift(38) ortsfest zur Grundplatte (5). Die Verschiebung des Stiftes (21) in der Nut der Grundplatte (5) in radialer Richtung führt zu einer Drehung der als Zahn-.segment ausgebildeten Koppel (30), die durch das Ritzel (31) und die Zeigerachse (34) auf den Zeiger (36) übertragen wird.The pin (21) is a joint of a double parallel swing arm, which consists of the Parts 24 to 30 is composed (Fig. 3). The hinge pin (38) is stationary to the base plate (5). The displacement of the pin (21) in the groove of the base plate (5) in the radial direction leads to a rotation of the toothed segment Coupling (30), which through the pinion (31) and the pointer axis (34) on the pointer (36) is transmitted.

So wird das Moment, das auf die Schraube wirkt, auf einer Ska@a angezeigt (Figur 2).The moment acting on the screw is displayed on a Ska @ a (Figure 2).

Uin das mantelrohr (12) ist ein weiteres Rohr (15) angebracht, das über das Kugellager (20) und das Nadellager (16) Drehbewegungen tirt das Mantelrohr (12) ausführen kann. An seinem unteren Ende ist eine Gummimanschette (14) befestigt, die durch ihren Andruck genen die Unterlage dafür sorgt, daß das Rohr (15) fest zur Unterlage bleibt: Das obere Ende des ohres (15) ist mit, de Innengehäuse (17) verschraubt. Das Innengehäuse (17) führt so gegen die Grundplatte (5) eipe Drehung durch, die der Drehung der Schraube gegen die Unterlage, vermehrt um die Verdrehung des Torsionsstabes (4) durch das .;.oment, entspricht. Faßt man diese beiden Verdrehungen zu #' zusammen und nennt die Verschiebung des Stiftes (21) zur Grundplatte (5), hervorgerufen durch die Verdrehung des Torsionsstabes (4), M', so kann man die Bewegung des Stiftes (21) relativ zur Oberseite des Innengehäuses (17) als Polardiagramm M' über #' deuten.Uin the jacket tube (12) another tube (15) is attached, the Rotational movements via the ball bearing (20) and the needle bearing (16) tirt the jacket tube (12) can perform. A rubber sleeve (14) is attached to its lower end, which by their pressure genen the pad ensures that the tube (15) firmly to the base remains: The upper end of the ear (15) is with the inner housing (17) screwed. The inner housing (17) thus rotates against the base plate (5) by the rotation of the screw against the base, increased by the rotation of the torsion bar (4) by the.;. oment, corresponds to. If one grasps these two twists to # 'and names the displacement of the pin (21) to the base plate (5), caused by the twisting of the torsion bar (4), M ', you can see the movement of the pin (21) relative to the top of the inner housing (17) as a polar diagram Interpret M 'over #'.

Das Koppelglied (24) der Doppelparallelschwinge (Fig. 3) ist als federnder Bügel ausgebildet, der an seinem Ende ein Rad (O) träg@ (Fig. 7), das sich auf der Oberseite des Inneneses (17) abwälzt. Das Rad folgt der Bewegung des Stiftes (21) relativ zum Innengehause in der Form einer Schleppkurve. bs läßt sich nun zeigen, daß der winkel, den der Bügel (24) zur Verbindungslinie Stift (21) - Mittelpunkt der dM Grundplatte (5) bildet, eine direkte Funktion von d# darstellt (siche weite 4). Diescr Winkel wird durch die Glieder der Doppelparallelschwinge auf das Koppelglied (30) übertragen, das als Zahnsegment ausgebildet ist und über das Ritzel (31) und die Buchse (33) auf die Drehung des ZeidM gers (35) übersetzt wird, der auf einer Skala anzeigt d# (Fig. 2).The coupling member (24) of the double parallel rocker (Fig. 3) is as resilient Bracket formed, which at its end a wheel (O) carries @ (Fig. 7), which is on the Rolls off the top of the inside (17). The wheel follows the movement of the pin (21) relative to the inner housing in the form of a drag curve. bs can now be shown that the angle which the bracket (24) to the connecting line pin (21) - center point which forms the dM base plate (5), represents a direct function of d # (safe width 4). This angle is made by the links of the double parallel swing arm on the coupling link (30), which is designed as a toothed segment and via the pinion (31) and the socket (33) is translated to the rotation of the ZeidM gers (35) on a Scale indicates d # (Fig. 2).

Das Gerät ist durch die Kuppel(18), die Dichtung (19) und das staubdichte .Nadellager (16) gegen Staub gesichert.The device is through the dome (18), the seal (19) and the dustproof .Needle bearing (16) secured against dust.

Mathematische Erklärung zur Beschreibung des Ausführungsbeispieles Bahn des Stifte (21) relativ zum Innengehäuse (17): = = f (?) mit zwei diffe- rentiell verschobenen Punkten I lo M' inkel, den der Bügel(21) Izur Verbindungslinie }v.ittelpunkt der Grund- ~ ~~----t- (5) - - platte (5) - Stift (21) M' Pol' bildet Voraussetzung: (I) M' = k . eM (Die Kurvenscheibe ist eine logarithmische Spirale.) (II) #' = # + c . M (Drehung der Schraube # + Verdrehung durch Torsion c.M) Mathematical explanation to describe the embodiment Path of the pin (21) relative to the inner housing (17): = = f (?) with two diffe- profitably shifted points I lo M'inkel the bracket (21) I to the connecting line } v. center of the basic ~ ~~ ---- t- (5) - - plate (5) - pin (21) M 'pole' forms Requirement: (I) M '= k. eM (The cam is a logarithmic spiral.) (II) # '= # + c. M (rotation of screw # + rotation by torsion cM)

Claims

1. Main claim: torque wrench with device for display the change of the moment over the rotation, characterized in that a) three relatively rotatable planes are provided, one fixed to the workpiece is connected, the second firmly connected to the Dretwlomenteneinleitungsstelle is, the third is firmly attached to the screw.

b) The second level (5) is compared to the third (13) by the Moment twisted over a torsion link (4).

c) The third level is connected with a logarithmic spiral, with a relative rotation to the second plane a member (21) in the radial direction Shifts direction depending on M.

å) The movable member (21) describes relative to the first level a track, with a spring clip (24) rotatable about the pin and a wheel (25) against the first level presses and thus creates a bchlep-p curve ur path of the link (21).

e) The rotation of the bracket (24) around the member (21) is by means of a Double parallel swing arm (24 to 30) transferred to a toothed segment (0) that is the one Pointer (35) operating pinion (31) actuated.

(The numbers in brackets relate to that part of the exemplary embodiment which corresponds to the mentioned function.)

2. Subclaim: torque wrench according to claim 1, characterized in that dM a) simultaneously with the display from and on a common scale also the oment M is displayed, where for depiction from X the angular position of the swing arm of the double parallel swing arm is taken into account.

b) The inside of the housing is through seals between the housing and the part fixed to the base, or between this and the part to the screw fixed part secured against dust.

c) The torsion link (4) and the scale of the display are interchangeable arranged so that the device can be used for several ranges of torque can.