DE2149424A1

DE2149424A1 - TORQUE TEST DEVICE, IN PARTICULAR FOR TORQUE WRENCH

Info

Publication number: DE2149424A1
Application number: DE19712149424
Authority: DE
Inventors: Waguih Zeyada
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1971-10-04
Filing date: 1971-10-04
Publication date: 1973-04-12
Also published as: DE2149424B2

Description

Drehmoment-Prüfvorrichtung, insbesondere für Drehmomentschlüssel Die E-.rindung betrifft eine Drehmoment-Prufvorrichtung für einen in Abhängigkeit von einem ihm zugeführten Drehmoment arbritenden Prüfling. Insbesondere ist dabei an eine Prüfvorrichtung für einen Drehmomentschlüssel gedacht, der, obald das ihm zum weiteren Anziehen einer Schraube zuzuführende Drehmoment einen vorgegebenen Wert überschreitet, die Drehmomentübertragung beendet. Die Erfindung ist jedoch auch zum Prüfen anderer Einrichtungen geeignet, die bei Erreichen eines vorbestimmten Wertes des ihnen ugefüh.rten Drehmoments in irgendeiner Weise tätig werden sollen, also beispielsweise auch elektische Schaltvorgänge auslösen sollen. Zu derartigen Prüflinsen gehören beispielsweise auch Kupplungen, dit. nur begrenzte Drehmomente übertragen sollen. Torque testing device, especially for torque wrenches The E-.rigation relates to a torque tester for a dependency of a test specimen working on it. In particular is there thought of a test device for a torque wrench, which, if that a predetermined torque to be applied for further tightening a screw Exceeds the value, the torque transmission is terminated. However, the invention is also suitable for testing other facilities that when reaching a predetermined The value of the torque applied to them are to be acted in any way, so for example also electrical ones Should trigger switching processes. Such test lenses also include, for example, couplings, dit. only limited To transmit torques.

Man kann eine derartige Prüfvorrichtung im Prinz 111 so ausbilden, das in Abhärgikeit von dem auf den jeweiligen Pl.üfling aufgebrachten DreShmoment Teile der Prüfvorrichtung mechanisch verstellt bzw. verschoben werden, so daB das Maß dieser Bewegung als Naß für das aufgebrachte Drehmoment ausgenutzt wird. Es ist jedoch schwierig, bei Anwendung dieses Meßprinzips die Vorrichtung so aufzubauen, daß bei allen Werten des Drehmomerlts dieselben Kraftübertragungsverhältnisse herrschen, d.h. die in der Prüfrorrichtung vorliegenden Hebelarme denselben Wert behalten.Such a test device in the Prinz 111 can be designed in such a way that that depends on the torque applied to the respective Pl Parts of the test device are mechanically adjusted or displaced, so that the Measure of this movement is used as wet for the applied torque. It however, it is difficult, when using this measuring principle, to construct the device in such a way that that the same power transmission ratios prevail for all values of the torque, i.e. the lever arms present in the test device keep the same value.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Prfvorrichtung der oben beschriebenen Art zu schaffen, bei der diese Schwierigkeiten nicht auftreten. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß ein im Bereich eines seiner Enden um eine Achse schwenkbar gelagerter und dort mit einer drehmomentübertragenden Kupplung für den Prüfling versehener Hebel in einem vorgegebenen Abstand von der Achse auf dem freien Ende eines rechtwinklig zudem Hebel verlaufenden Schafts eines Kolbens einer hydraulischen Eolben-Zylinder-Anordnung aufliegt, an die ein Druckmesser angeschlossen ist.The invention is based on the object of a test device to create the type described above, in which these difficulties do not occur. The inventive solution to this problem is characterized in that an im Area of one of its ends pivotably mounted about an axis and there with a torque-transmitting clutch for the test specimen provided lever in a predetermined Distance from the axis on the free end of a lever extending at right angles to the lever The shaft of a piston of a hydraulic piston-cylinder arrangement rests on which is connected to a pressure gauge.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist in der Verwendung einer hydraulischen Kolben- Zylinder-Anordnung zu sehen, an die ein Druckmesser angeschlossen ist. Zur Erzeugung eines die Größe des jeweils auf den Prüfling aufgebrachten Drehmoments anzeigenden Druckwertes bedarf es praktisch keiner Bewegung des Kolbens in Richtung seiner Wachse, so daß auch der unter der Wirkung des dem Prllfling zugeführten Drehmoments schwenkbare Hebel praktisch keine Schwenkbevegung ausführt und demgemäß der durch den Abstand zwischen der Schwenkachse einerseits und der Auflagestelle des Hebels auf dem Kolbenschaft andererseits gebildete Hebelarm stets konstant bleibt. Die Genauigkeit und Konstanz des Wertes des Hebelarms wird erhöht, wenn das freie Ende des Schafts schneidenartig auBgebildet ist.An essential feature of the invention is the use of a hydraulic piston-cylinder arrangement to which a pressure gauge is connected is. To the generation one the size of each on the specimen applied torque indicating pressure value, practically no movement is required of the piston in the direction of its waxes, so that also under the action of the dem Prlling supplied torque pivotable lever practically no pivoting movement executes and accordingly by the distance between the pivot axis on the one hand and on the other hand, the lever arm formed at the point where the lever rests on the piston shaft always remains constant. The accuracy and constancy of the value of the lever arm will increased when the free end of the shaft is designed like a cutting edge.

Die Linearität des Zusaemenhanges zwischen Druck im Zylinder einerseits und auf den Prüfling aufgebrachtemDrehmoment andererseits ermöglicht es nicht nur, dem Druckmesser eine in Drehmomentwerten geeichte Skala zu geben, sondern bei entsprechender Wahl des den Hebelarm der Übertragung darstellenden Abstandes zwischen der Achse des Schwenklagers und der Auflage des Hebels auf dem Kolbenschaft eine Skala zu verwenden, die in Werten geeicht ist, die sowohl dem Jeweiligen Druck im Zylinder als auch dem jeweils aufgebrachten Drehmoment entsprechen.The linearity of the relationship between pressure in the cylinder on the one hand and the torque applied to the test specimen, on the other hand, not only enables to give the pressure gauge a calibrated scale in torque values, but with the appropriate Choice of the distance between the axis representing the lever arm of the transmission the pivot bearing and the support of the lever on the piston shaft to a scale use that is calibrated in values that correspond to both the respective pressure in the cylinder as well as the torque applied in each case.

Beispielsweise zur Änderung des Neßbereiches kann es sinnvoll sein, den durch den Abstand zwischen Schwenkachse einerseits und Auflagestelle andererseits des Hebels gebildeten Hebelarm veränderbar zu rachen. Am einfachsten gesoilieht dies dadurch, daß die Kolben-Zylinder-Anordnung in Richtung des Hebels parallel zu sich verschiebbar gelagert ist. Im einzelnen kann der Zylinder zu diesem Zweck eine von einer parallel zu dem Hebel verlaufenden Gewindespindel durchsetzte Wand aufweisen, so daß beim Drehen der Spindel infolge Drehsicherung des Zylinders dieser zusammen mit dem freien Ende des Schafts parallel zu dem Hebel verschoben werden kann.For example, to change the wet area, it can be useful to by the distance between the pivot axis on the one hand and the support point on the other hand of the lever formed lever arm changeable to throat. The easiest way to do it this in that the piston-cylinder arrangement is parallel in the direction of the lever mounted to be displaceable to itself is. In detail, the cylinder for this purpose one of a threaded spindle running parallel to the lever have penetrated wall, so that when turning the spindle as a result of rotation lock of the cylinder this together with the free end of the shaft parallel to the lever can be moved.

Eine derartige Verschiebung kann jedoch auch dazu dienen, eine linear mit dem Drehmoment ansteigende Reibung in der Vorrichtung zu kompensieren. Im Prinzip wird zu dieser Korrektur der Anzeige des Druckmessers der mehrfach beschriebene Hebelarm etwas verkürzt, so daß hierdurch eine Vergrößerung der auf den Kolben übertragenen Kraft um einen Wert hervorgerufen wird, der den Reibungsverlusten in der Vorrichtung entspricht.Such a shift can, however, also serve to be a linear to compensate increasing friction in the device with the torque. Basically this correction of the pressure gauge display is described several times The lever arm is shortened somewhat, so that this increases the amount transmitted to the piston Force is caused by a value that reduces the friction losses in the device is equivalent to.

Den Zylinder wird man mit einer Gleitfläche auf einer Grundplatte aufliegen lassen, die auch die Lagerung des Hebels trägt.The cylinder is one with a sliding surface on a base plate let rest, which also carries the storage of the lever.

Um den konstanten Anteil der Reibung möglichst niedrig zu halten, wird man die Lagerung des Hebels und die Gleitflächen des Kolbens möglichst reibungsfrei ausführen.In order to keep the constant proportion of friction as low as possible, the bearing of the lever and the sliding surfaces of the piston will be as frictionless as possible carry out.

Im folgenden wird ein Ansführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren beschrieben, von denen Figur 1 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, und Figur 2 den in Figur 1 mit II-II bezeichneten Schnitt darstellen.In the following, an embodiment of the invention is based on the Figures described, of which Figure 1 is a plan view, partially in section, and Figure 2 show the section designated in Figure 1 with II-II.

Auf der Grundplatte 1 der Vörrichtung ist über die Schwenklagerung 2 der Hebel 3 und über die Gewindespindel 4 die Eolben-Zylinder-Anordnung 5 mit dem angeschlossenen Druckmesser 6 gehalten. Betrachtet man zunächst die Schwenklagerung 2,welche die die Achse 7 des Hebels 3 senkrecht durohsetzende Schwenkachse 8 definiert, so enthält si? als wesentlichen Bestandteil die in den beiden Kugellagern 9 und 10 reibungsfrei gehaltene Lagerwelle i1, deren aus der Lagerhülse 12 herausragendes freies Ende bei 13 als Sechskantmutter ausgebildet ist. Diese Sechskantmutter 13 stellt die drehmomentübertragende Kupplung für den Prüfling dar, der mit einem entsprechenden Gegenstück auf die Kupplung 13 aufgesetzt wird. Beispielsweise handelt es sich bei dem Prüfling um einen Drehmomentschlüssel,der mit seinem Maul anc die Kupplung 13 aufgesetzt wird. Das bedeutet, daß beim Aufbringen eines Drehmoments auf den Pnifling dieses Drehmoment über die Lagerwelle 11 auf den Hebel 3 obertragen wird, der in diesem Ausführungsbeispiel mit seinem im Bereich der Schwenkachse 8 liegenden Ende in die Gewindebohrung 14 der Lagerwelle 11 eingeschraubt ist.On the base plate 1 of the device is on the pivot bearing 2 of the lever 3 and the threaded spindle 4 Eolben cylinder arrangement 5 held with the connected pressure gauge 6. If we first consider the swivel bearing 2, which defines the pivot axis 8 which sets the axis 7 of the lever 3 perpendicularly, so does it contain? as an essential part of the two ball bearings 9 and 10 friction-free bearing shaft i1, whose protruding from the bearing sleeve 12 free end at 13 is designed as a hexagon nut. This hex nut 13 represents the torque-transmitting coupling for the test item, which is equipped with a corresponding Counterpart is placed on the coupling 13. For example, it is the test object around a torque wrench, which with its mouth anc the coupling 13 is put on. This means that when a torque is applied to the pnifling this torque is transmitted via the bearing shaft 11 to the lever 3, which in this embodiment with its end lying in the area of the pivot axis 8 is screwed into the threaded hole 14 of the bearing shaft 11.

Im Bereich seines anderen, freien Endes liegt der Hebel 3 auf der schneidenförmig ausgebildeten freien Stirnfläche 15 des Schaftes 16 auf, der mit dem Kolben 17 der Kolben-Zylinder-Anordnung 5 fest verbunden ist. Die Anordnung ist so getroffen, daß sich die Achse 7 des Hebels 3und die Achse 18 der Anordnung 5 unter einem rachten Winkel schneiden.In the area of its other, free end, the lever 3 is on the blade-shaped free end face 15 of the shaft 16, which with the piston 17 of the piston-cylinder assembly 5 is firmly connected. The order is made so that the axis 7 of the lever 3 and the axis 18 of the arrangement 5 cut at a right angle.

Der Kolben 17 verläuft innerhalb des Zylinders 19, der eine mit einem Hydrauliköl gefüllteEamrer ;LO aufweist. An diese Kammer 20 ist bei 21 der Druckmesser 6 angeschlossen. Dieser hat einen bekannten Aufbau und wird dSler im einzelnen nicht beschrieben.The piston 17 extends within the cylinder 19, the one with a Hydraulic oil filled chamber; LO. The pressure gauge is attached to this chamber 20 at 21 6 connected. This has a known structure and becomes dSler not described in detail.

Ist also auf dif Kupplung 13 der Lagerwelle 11 ein Prüfling drehmomentübertragend aufgesetzt und wird auf diesen ein Drehmoment ausgeübt, so wird das Drehmoment über die Lagerwelle 11 und den Hebel 3 in eine auf den Kolben 17 wirkende Kraft übertragen, und die Druckerhöhung in der Kammer 20 des Zylinders 19 wird am Druckmesser 6 angezeigt.If there is a test piece transmitting torque on dif clutch 13 of bearing shaft 11 and if a torque is exerted on this, the torque is over transfer the bearing shaft 11 and the lever 3 into a force acting on the piston 17, and the pressure increase in the chamber 20 of the cylinder 19 is displayed on the pressure gauge 6.

Diese Druckerhöhung entspricht demgemäß dem Wert des jeweils auf den Prüfling ausgeübten Drehmoments, das beispielsweise von Band oder auch mittels eines Motors erzeugt werden kann. Die Kontrolle des Prüflings erfolgt so, daß seine trieitsweize bei steigendem oder fallendem Drehmoment beobachtet und derjenige Wert des Drehmoments am Druckmesser 6 abgelesen wird, bei der der Prüfling arbeitet, also be spielsweise ein Drehmomentschlüssel die Drehmomentübertragung einstellt.This pressure increase corresponds accordingly to the value of the respectively on the Test specimen exerted torque, for example by tape or by means of a Motor can be generated. The inspection of the test item is carried out in such a way that its trieitsweize observed with increasing or decreasing torque and that value of the torque is read on the pressure gauge 6, in which the test object is working, so be example a torque wrench adjusts the torque transmission.

Auch im Bereich der schneidenartigen Stirnfläche 15 ist dafür gesorgt, daß die Anordnung möglichst reibungsfrei arbeitet. Zu diesem Zweck liegt der Hebel 3 auf dem freien Ende 15 frei auf, ohne daß er von aam gabelartigen Fortsatz 22,93 des Stößels 16 berührt wird. Der Stößel t6 seinerseits besitst einen solchen Durchmesser, daß er mit der Innenwand des Zylinders nicht in Berührung kommt.Care is also taken in the area of the blade-like end face 15 that the arrangement works as smoothly as possible. The leverage lies in this endeavor 3 on the free end 15 freely without it being of aam fork-like extension 22.93 of the plunger 16 is touched. The plunger t6, for its part, has a diameter such that that it does not come into contact with the inner wall of the cylinder.

Der Kolben 17 berührt die Innenwand des Zylinders 19 nur über die mit einer reibungsfreien Oberfläche versehenen Stege 28 ur.d 25.The piston 17 contacts the inner wall of the cylinder 19 only through the webs 28 and d 25 provided with a friction-free surface.

Zur änderung des Übersetzungsverhältnisses der Vorrichtung für die Übersetung von Drehmos,ent in Kraft, d.h. zur Andedertzng des Hebelarnis, der definiert wird durch den Abstand zwischen der Schwenkachse 8 einerseits und der Auflagestelle des Hebels 3 auf der Stirnfläche 15 des Stößels andererseits, dient die Gewindespindel 4, die gegen axiale Verschiebungen gesichert über Lagerböcke 26 und 27 an der Grundplatte 1 befestigt ist. Die Achse 28 der Gewindespindel verläuft parallel zur Achse 7 des Hebels 3. Die Gewindespindel 4 durchsetzt eine verstärkt ausgefullrte Wand des Zylinders 19, der mit einer ebenen Gleitfläche 29 auf der Grundplatte 1 aufliegt. Beim Drehen der Gewindespindel 4 erfolgt demgemaß eine Verschiebung der holben-Zylinder-Anordnung 5 parallel zur Achse 7 des Hebels 3. Wie bereits oben ausgeführt, kann diese Verschiebung dazu dienen, einen anderen Meßbereich einzustellen; es kann jedoch zweckmäßig sein, den linear mit dem Drehmoment ansteigenden Teil der Reibung in der Vorrichtung durch Korrektur des Hebelarmes zu kompensieren.To change the transmission ratio of the device for the Translation of torques, ent in force, i.e. for changing of leverage, which is defined by the distance between the pivot axis 8 on the one hand and the contact point of the lever 3 on the end face 15 of the plunger on the other hand, the threaded spindle 4 is used, which is secured against axial displacement by means of bearing blocks 26 and 27 is attached to the base plate 1. The axis 28 of the threaded spindle runs parallel to the axis 7 of the lever 3. The threaded spindle 4 penetrates a reinforced filled wall of the cylinder 19, which with a flat sliding surface 29 on the Base plate 1 rests. When the threaded spindle 4 is rotated, a shift takes place accordingly the holben-cylinder arrangement 5 parallel to the axis 7 of the lever 3. As above carried out, this shift can be used to set a different measuring range; however, it can be expedient to use the part which increases linearly with the torque to compensate for the friction in the device by correcting the lever arm.

Infolge Verwendung eines Hydrauliköls ist sichergestellt, daß der Winkel zwischen den Achsen 7 und 18 stets 900 beträgt, d.h. der Hebelarm konstant ist.As a result of using a hydraulic oil it is ensured that the The angle between axes 7 and 18 is always 900, i.e. the lever arm is constant is.

Verständlicherweise kann man Meßbereichänderungen auch durch Auswechseln des Druckmessers vornehmen. Die Verschiebbarkeit der Eolben-Zylinder-Anordnung läßt sich auch durch andere Konstruktionen verifizieren, als figürlich dargestellt.Understandably, you can also change the measuring range by replacing it of the pressure gauge. The displaceability of the Eolben cylinder arrangement can can also be verified by other constructions than represented figuratively.

Claims

1. Torque tester for one depending on one him supplied torque working test object. especially for a torque wrench, characterized in that one can pivot about an axis (8) in the region of one of its ends stored and there with a torque-transmitting coupling (13) for the test object provided lever (3) at a predetermined distance from the axis (8) on the free End (15) of a shaft (16) of a piston which extends at right angles to the lever (3) (17) a hydraulic piston-cylinder arrangement (5) rests on which a pressure gauge (6) is connected.

2. Test device according to claim 1, characterized in that the Pressure gauge (6) has a torque scale.

3. Prufvorrichtu ^ .g according to claim 2, characterized in that the Distance between the axis (8) and the support of the lever (3) is chosen so that a printing unit corresponds to a unit of torque.

4. Test device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the free end (15) of the shaft (16) is designed like a cutting edge.

5. Test device according to one of claims 1 to 4, characterized marked, that the piston-cylinder arrangement (5) in the direction of the lever (3) parallel to itself is slidably mounted.

6. Test device according to claim 5, characterized in that the Cylinder (19) one of a threaded spindle running parallel to the lever (3) (4) has penetrated wall.

7. Test device according to claim 5 or 6, characterized in that that the cylinder (19) rests with a sliding surface (29) on a base plate (1), which also carries the storage of the lever (3).

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