DE3425375A1 - Compressed-air screwdriver with device for transmitting the tightening torque - Google Patents
Compressed-air screwdriver with device for transmitting the tightening torqueInfo
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Abstract
Description
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft einen Preßluftschrauber nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a pneumatic screwdriver according to the preamble of claim 1.
Die meisten Preßluftschrauber haben eine Vorrichtung zur Verstellung des Anzugsmoments beim Einschrauben mit Entkupplung, damit zuerst ein vorbestimmtes Anzugsmoment erreicht werden kann und anschließend die Kupplung gelöst und der Motorteil angehalten wird, wenn dieses Moment erreicht ist.Most pneumatic screwdrivers have an adjustment device of the tightening torque when screwing in with uncoupling, so first a predetermined Tightening torque can be achieved and then released the clutch and the motor part is stopped when this moment is reached.
Die Einstellung des Momentes, das durch die Vorspannung einer Feder erreicht wird, die im Kopf des Schraubwerkzeuges untergebracht ist, müßte zumindest theoretisch sicherstellen, daß sämtliche Schrauben in derselben Weise angezogen werden. In der Praxis kommt es jedoch vor, daß unterschiedliche Einschraubbedingungen vorliegen, die sowohl vom Typ der verwendeten Schraube als auch vom Typ des Sitzes, mit dem die Schraube in Eingriff ist, abhängen.The setting of the moment that is created by the preload of a spring is achieved, which is housed in the head of the screwdriver, should at least theoretically ensure that all screws are tightened the same way will. In practice, however, it happens that different screwing conditions the type of screw used and the type of seat, with which the screw is engaged, depend.
Beispielsweise im Fall einer Verbindung, bei der die Schraube einen erhöhten Anlaufwiderstand hat (Holzschrauben, selbstschneidende Schrauben und selbstbohrende Schrauben), liegt bereits während des Einschraubens eine Verringerung der Geschwindigkeit des Werkzeuges mit daraus folgender, geringer kinetischer Energie, die zum Ende der Einschrauboperation übertragen wird, vor. Wenn jedoch im umgekehrten Fall einer Verbindung, bei der die Schraube einen niedrigen Einschraubwiderstand hat (metrische Schrauben), bleibt die Geschwindigkeit des Werkzeuges über die gesamte Einschraubphase hoch, so daß dann, wenn der Schraubkopf die Kontaktoberfläche erreicht, sich die gesamte, sehr große kinetische Energie des Schraubers in das Anzugsmoment verwandelt, und zwar zusätzlich zu dem Einschraubmoment bis zu dem übertragenen Moment.For example, in the case of a connection in which the screw has a has increased starting resistance (wood screws, self-tapping screws and self-drilling Screwing), there is already a reduction in speed during screwing in of the tool with consequent, low kinetic energy that leads to the end the screwing operation is transferred before. However, if in the opposite case one Connection in which the screw has a low screw-in resistance (metric Screwing), the speed of the tool remains throughout the entire screwing-in phase high so that when the screw head reaches the contact surface, the converts the entire, very large kinetic energy of the screwdriver into the tightening torque, and in addition to the screw-in torque to the transferred Moment.
Aufgrund der unterschiedlichen kinetischen Energie, die bei den unterschiedlichen Einschraubarten in das Anzugsmoment umgewandelt wird, übertragen daher die für ein bestimmtes Anzugsmoment geeichten Werkzeuge in der Praxis entsprechend der Verbindungsart unterschiedliche Momente.Due to the different kinetic energy used in the different Screwing types is converted into the tightening torque, therefore transfer the for a certain tightening torque calibrated tools in practice according to the type of connection different moments.
Für eine korrekte Verschraubung ist es wesentlich, auf den Schaft der Schraube eine bestimmte Zugspannung zu übertragen; da jedoch die praktische Meßung der Zugspannung schwierig ist, vereinfacht sich das Problem des Schraubers auf die Obertragung eines bestimmten Momentes oder eines bestimmten Drehwinkels.For a correct screw connection it is essential to be on the shaft to transmit a certain tensile stress to the screw; however, since the practical Measuring tensile stress is difficult, the problem of the screwdriver is simplified to the transmission of a certain moment or a certain angle of rotation.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine in einen Preßluftschrauber eingebaute Vorrichtung so auszubilden, daß die Obertragung eines vorbestimmten Anzugsmomentes auf die Schraube unabhängig von der Verbindungsart ist, die starr oder elastisch sein kann, und zwar durch die Aufnahme der kinetischen Energie, die der Schrauber ohne die Vorrichtung auf die Schraube übertragen würde, wenn der Kopf in Berührung mit der Anzugsoberfläche kommt; diese kinetische Energie wird in diesem Fall dann vorbeugend durch die Relativverschiebung über eine bestimmte freie Strecke "S" zwischen der angetriebenen Kupplung und der treibenden Kupplung aufgenommen.The object of the invention is to provide a pneumatic screwdriver to train built-in device so that the transmission of a predetermined tightening torque on the screw regardless of the type of connection, which is rigid or elastic can be, namely by absorbing the kinetic energy that the screwdriver without the device on the screw would be transferred when the head in contact comes with the suit surface; this kinetic energy is then in this case preventively by the relative displacement over a certain free distance "S" between the driven clutch and the driving clutch added.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung vorgesehen, die eine Sperrnockenkupplung hat, deren angetriebener Teil einen kleinen Abstand von einer Hülse hat, die Querschnitte unterschiedlichen Durchmessers aufweist und so ausgebildet ist, daß sie in der Arbeitsstellung vor Erreichen des maximalen Momentes eine Gruppe von Kugeln in einem Sitz hält, welche auf einem Innenumfang der Hülse angeordnet sind; diese Kugeln verhindern die Axialverschiebung eines Stiftes, der die Verbindung zu einer Einrichtung zum Uffnen und Schließen der Luftversorgung für den Motor herstellt.To solve this problem a device is provided which has a Locking cam clutch, the driven part of which is a small distance from one Has sleeve which has cross-sections of different diameters and is designed in such a way is that they are in the working position before reaching the maximum moment a group of balls in a seat, which is arranged on an inner circumference of the sleeve are; these balls prevent the axial displacement of a pin, the connection to a device for opening and closing the air supply for the engine.
Sobald das Vorspannmoment der Gegenfeder erreicht wird, beginnt die angetriebene Kupplung, sich von der treibenden Kupplung zu lösen und verschiebt sich axial ohne Last, d.h. ohne in Berührung mit der Hülse zu kommen, welche die Kugeln in ihrem Sitz hält, die ihrerseits eine Verschiebung des Stiftes verhindern, der die oeffnung und Schließung der Luftzufuhr steuert. Auf diese Weise wird praktisch die gesamte kinetische Energie aufgenommen, die während der Annäherungsphase angefallen ist, während sich der Schrauber in der Endphase zum Anziehen der Schraube in derselben Weise verhält, nämlich unabhängig von den unterschiedlichen Passungsmöglichkeiten.As soon as the preload torque of the counter spring is reached, the driven clutch to disengage from the driving clutch and shift axially with no load, i.e. without coming into contact with the sleeve that holds the Holds balls in their seat, which in turn prevent the pin from shifting, which controls the opening and closing of the air supply. This way becomes practical the entire kinetic energy is absorbed, which accrued during the approach phase is while the screwdriver is in the final phase of tightening the screw in the same Behaves in a manner that is independent of the different fitting options.
Sobald die angetriebene Kupplung gegen die Hülse anläuft, verschiebt sich auch diese axial, so daß die durch den zentralen Stift radial beaufschlagten Kugeln auf einen größeren Umfangsabschnitt gelangen können, wodurch auch der Stift eine Längsverschiebung ausübt und das Luftventil schließt.As soon as the driven clutch runs against the sleeve, it shifts also this axially, so that the acted upon radially by the central pin Balls can reach a larger circumferential section, which also causes the pin exerts a longitudinal displacement and closes the air valve.
Dadurch, daß das Antriebsdrehmoment über eine bestimmte Strecke und damit auch für eine bestimmte Zeit aufrecht erhalten bleibt, bevor sich die Kupplung löst und das Luftventil geschlossen wird, hat der Schrauber die Möglichkeit, das vorbestimmte Anzugsmoment in der Endphase der Verschraubung zu übertragen, wodurch ein unterschiedliches Verhalten aufgrund der unterschiedlichen Passungen und Paarungen eliminiert wirdt Eine Variante der Erfindung, die zu dem selben Ergebnis führt, besteht darin, daß der freie Raum zwischen der angetriebenen Kupplung und der Hülse, die die Kugeln hält, durch einen gleichwirkenden Raum ersetzt wird, der zwischen der angetriebenen Kupplung und einem Abstandsring liegt, welcher sich zwischen der Eichfeder und der angetriebenen Kupplung befindet.The fact that the drive torque over a certain distance and so that it is maintained for a certain time before the clutch is engaged solves and the air valve is closed, the screwdriver has the option of to transmit predetermined tightening torque in the final phase of the screwing, whereby a different behavior due to the different fits and pairings is eliminated. A variant of the invention which leads to the same result, consists in the fact that the free space between the driven coupling and the sleeve, that holds the balls, is replaced by an equally effective space between the driven Coupling and a spacer ring, which is located between the calibration spring and the driven coupling.
Wenn die Gegenfeder der genannten Hülse für die Kupplung das Vorspannmoment erreicht hat, beginnt die angetriebene Kupplung, sich von der treibenden Kupplung zu lösen, wobei sie ohne Last eine Axialverschiebung ausführt, bevor sie in Berührung mit dem Abstandsring kommt.When the counter spring of the said sleeve for the clutch, the preload torque reached, the driven clutch begins to separate from the driving clutch to solve, executing an axial displacement with no load before they come into contact comes with the spacer ring.
Die Erfindung ist nachstehend an Ausführungsbeispielen erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind.The invention is explained below using exemplary embodiments, which are shown in the drawing.
Es zeigen: Figur 1 den Längsschnitt eines Preßluftschraubers mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, Figur 2 die Stellung des Steuerstiftes für das Luftventil in Ruhestellung, Figur 3 die Stellung des Steuerstiftes für das Luftventil im Betrieb des Schraubers, Figur 4 die Stellung des nach vorn verschobenen Steuerstiftes in der Schließstellung zwischen den Kugeln der Hülse, Figur 5 eine Teildarstellung des Schraubers mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung in vergrößertem Maßstab, Figur 6 eine perspektivische Darstellung der Achse der Kupplung mit schraubenförmigen Führungsnuten für die Kugeln, die die Axialverschiebung der angetriebenen Kupplung hervorrufen, Figur 7 eine Variante der Vorrichtung, in der die Pufferstrecke SP für die kinetische Energie zwischen die angetriebene Kupplung und den Abstandsring eingearbeitet ist, Figur 8 den Verlauf des minimalen und des maximalen Momentes in Abhängigkeit von der Verschraubungsart mit herkömmlichen Vorrichtungen zur Einstellung des Momentes und Figur 9 den Verlauf des minimalen und des maximalen Momentes in Abhängigkeit von der Verschraubungsart mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung.They show: FIG. 1 the longitudinal section of a pneumatic screwdriver with a Device according to the invention, Figure 2 shows the position of the control pin for the Air valve in rest position, Figure 3 the position of the control pin for the air valve during operation of the screwdriver, FIG. 4 shows the position of the control pin which has been moved forward in the closed position between the balls of the sleeve, Figure 5 is a partial representation the screwdriver with the device according to the invention on an enlarged scale, Figure 6 is a perspective view of the axis of the coupling with helical Guide grooves for the balls, which allow the axial displacement of the driven coupling cause, Figure 7 shows a variant of the device in which the buffer section SP for the kinetic energy between the driven clutch and the spacer ring is incorporated, Figure 8 shows the course of the minimum and maximum torque depending on the type of screw connection with conventional devices for setting of the moment and FIG. 9 shows the course of the minimum and maximum moment in Dependence on the type of screwing with the device according to the invention.
Wie die Figuren 1 und 5 zeigen, ist eine mit dem Motor verbundene Sperrnockenkupplung 1 im Betriebszustand, bei dem das Werkstück gegen eine Schraube gedrückt ist,in Eingriff mit einer angetriebenen Kupplung 2, die durch den einstellbaren Druck einer Feder 3 im Kupplungszustand gehalten wird; die Feder 3 wirkt über einen Abstandsring 4 auf die angetriebene Kupplung 2.As FIGS. 1 and 5 show, one is connected to the engine Locking cam clutch 1 in the operating state in which the workpiece against a screw is pressed into engagement with a driven clutch 2, which is through the adjustable Pressure of a spring 3 is held in the coupling state; the spring 3 acts via a Spacer ring 4 on the driven clutch 2.
Bei stillstehendem Werkzeug stützt sich eine Stange 10, die unmittelbar mit einem Ventil 5 zum offenen und Schließen der Luftzufuhr verbunden ist, an einem Stift 11 ab, welcher sich dabei in der in Figur 2 gezeigten Stellung in einer Buchse 6 befindet.When the tool is at a standstill, a rod 10 is supported, which immediately is connected to a valve 5 for opening and closing the air supply, on one Pin 11, which is in the position shown in Figure 2 in a socket 6 is located.
Bei Arbeitsbeginn, wenn das Preßluftwerkzeug gegen die Schraube gedrückt wird, bewirkt die Relativbewegung, bei der sich der Kopf des Werkzeuges dessen Körper nähert, daß sich die Stange 10 zurückzieht, da auf sie der Stift 11 drückt, bis dadurch das Ventil 5 geöffnet wird. Der Stift ii wird nämlich an einer axialen Bewegung in Richtung auf den Kopf des Werkzeuges durch Kugeln 8 gehindert, die ihrerseits in der in den Figuren 2 und 3 gezeichneten Stellung durch eine Hülse 9 gehalten werden, deren kleinerer Durchmesser als Haltering für diese Kugeln dient. Unter diesen Bedingungen kann die Relativbewegung zwischen dem Kopf und dem Körper des Werkzeuges nur eine Verschiebung des Endflansches 11a des Stiftes 11 von der Wand 6a des Innenraumes der Buchse 6 zu der gegenüberliegenden Wand 6b erzeugen, was die Wirkung hat, daß die Stange 10 zurückgeschoben wird, wodurch sie das Ventil 5 öffnet und das Werkzeug in Bewegung setzt. Wenn ein bestimmtes Anzugsmoment erreicht ist, dessen Axialkomponente der Vorspannung der Feder 3 entspricht, beginnt die angetriebene Kupplung 2, sich von der treibenden Kupplung 1 zu lösen. Zu der von der Kupplung 1 übertragenen Rotationsbewegung der Kupplung 2 kommt eine Verschiebebewegung zum Kopf des Werkzeuges hinzu, welche darauf beruht, daß die Kupplung 2 auf einem Umfang verteilte Bohrungen aufweist, welche ebensoviele Kugeln 13 aufnehmen, die in schrägen Nuten 7a abrollen können (vgl. Figur 6), die in die Achse 7 der Kupplung eingearbeitet sind. Die Verschiebung der Kupplung 2 nach vorn erfolgt über eine gewisse Strecke S (Figur 5) ohne Last, bevor sich diese Kupplung an der Hülse 9 abstützt und diese dann verschiebt.At the start of work, when the compressed air tool is pressed against the screw causes the relative movement in which the head of the tool moves against its body approaches that the rod 10 withdraws, since the pin 11 presses on it until thereby the valve 5 is opened. Namely, the pin ii is subject to an axial movement towards the head of the Tool prevented by balls 8, which in turn in the position shown in Figures 2 and 3 by a sleeve 9 are held, the smaller diameter of which serves as a retaining ring for these balls. Under these conditions there can be relative movement between the head and the body of the tool only a displacement of the end flange 11a of the pin 11 from the Create wall 6a of the interior of the socket 6 to the opposite wall 6b, which has the effect of pushing the rod 10 back, thereby opening the valve 5 opens and sets the tool in motion. When a certain tightening torque is reached is, the axial component of which corresponds to the bias of the spring 3, begins the driven clutch 2 to disengage from the driving clutch 1. To that of The rotational movement of the clutch 2 transmitted to the clutch 1 is followed by a sliding movement to the head of the tool, which is based on the fact that the clutch 2 on a Circumferentially distributed bores which receive just as many balls 13 that can roll in inclined grooves 7a (see FIG. 6), which in the axis 7 of the coupling are incorporated. The shift of the clutch 2 forward takes place via a certain distance S (FIG. 5) without load before this coupling is attached to the sleeve 9 and then moves it.
Während die Kupplung 2 die Strecke S durchläuft, ohne daß sie gegen die Hülse 9 anschlägt, wird die kinetische Energie, die sich während der Einschraubphase angesammelt hat, aufgenommen. Diese Energieaufnahme erfolgt durch die Zusammendrückung der Eichfeder 3 entsprechend der elastischen Kennlinie der Feder.While the clutch 2 runs through the distance S without it against the sleeve 9 strikes, the kinetic energy that is generated during the screwing-in phase has accumulated. This energy absorption takes place through the compression the calibration spring 3 according to the elastic characteristic of the spring.
Aufgrund dieser Tatsache ergibt sich die Obertragung des Drehmoments unabhängig von den Bedingungen der Verschraubung, sei diese starr oder elastisch. Wenn nämlich bei einer starren Verschraubung die angetriebene Kupplung 2 keinen Abstand S von der Hülse 9 hätte, würde sich in dem Moment, in dem der Kopf der Schraube gegen die Anschlagfläche anläuft, die kinetische Energie, die durch den Schrauber aufgebracht wurde, in ein Anzugsmoment umformen, das sich zu dem Moment addiert, das von dem Schrauber aufgebracht wird, wodurch das Werkzeug sofort angehalten würde. Die freie Strecke S erlaubt hingegen, das Antriebsdrehmoment für eine ausreichende Zeit aufrecht zu erhalten, bis die Schraube in Spannung gebracht ist.Due to this fact, the transmission of the torque results regardless of the conditions of the screw connection, be it rigid or elastic. Namely, if with a stare Screw connection of the driven coupling 2 would not have a distance S from the sleeve 9 would be at the moment in which the head the screw runs against the stop surface, the kinetic energy generated by the screwdriver has been applied to transform it into a tightening torque that applies to the moment added, which is applied by the screwdriver, causing the tool to stop immediately would. The free path S, however, allows the drive torque for a sufficient Time to maintain until the screw is tensioned.
Wenn die angetriebene Kupplung 2 die Strecke S durchlaufen hat, drückt sie die Buchse 9 nach vorn in Richtung auf den Kopf des Schraubers. Dadurch können sich die Kugeln 8, die zuvor durch den kleineren Durchmesser der Hülse 9 gehalten worden waren, auf einen Umfang größeren Durchmessers verschieben, der sich innerhalb der Hülse 9 befindet und so groß ist, daß sich der Stift 11 in die in Figur 4 gezeigte Stellung nach vorn verschieben kann. Die Stange 10, die durch eine Feder 12 im Bodenteil des Werkzeuges ständig gegen den Stift 11 gedrückt wird, verschiebt-sich dabei nach vorn und verschließt dadurch das Druckluftventil 5, wodurch der Motor des Werkzeuges angehalten wird.When the driven clutch 2 has traversed the distance S, pushes they push the socket 9 forward towards the head of the screwdriver. This allows the balls 8, which were previously held by the smaller diameter of the sleeve 9 had been shifted to a larger diameter circumference, which is within the sleeve 9 is located and is so large that the pin 11 is in the one shown in FIG Position can move forward. The rod 10, which is supported by a spring 12 in the bottom part of the tool is constantly pressed against the pin 11, shifts in the process front and thereby closes the compressed air valve 5, whereby the motor of the tool is stopped.
Figur 7 zeigt eine Variante der Vorrichtung gemäß der Er.-findung.FIG. 7 shows a variant of the device according to the invention.
Bei dieser Variante haben die angetriebene Kupplung 20 und der Abstandsring 21, der zwischen der Eichfeder 24 und der Kupplung 20 liegt, im Betrieb des Schraubers während des Einschraubens und vor dem Anziehen einen Abstand SP.In this variant, the driven clutch 20 and the spacer ring 21, which lies between the calibration spring 24 and the coupling 20, during operation of the screwdriver a distance SP during screwing in and before tightening.
Sobald das Vorspannmoment der Gegenfeder 22 der Hülse 25, die die Kugeln hält, erreicht ist, beginnt die angetriebene Kupplung 20, sich von der antreibenden Kupplung zu lösen, wobei sie die kinetische Energie aufnimmt, die sich während der Einschraubphase angesammelt hat.As soon as the biasing moment of the counter spring 22 of the sleeve 25, which the Balls stops, is reached, the driven clutch begins 20, to disengage from the driving clutch, whereby it absorbs the kinetic energy, that has accumulated during the screwing-in phase.
Sobald die Strecke SP überwunden ist, berührt die angetriebene Kupplung 20 den Abstandsring 21 und beginnt dadurch die eigentliche Anzugsphase der Schraube, wobei dieses Anziehen unabhängig von einer starren oder einer elastischen Ver -bindung ist, weil die gesamte kinetische Energie, die sich während der Einschraubphase angesammelt hat, schon durch das Zusammendrücken der Feder 22 aufgenommen worden ist; diese Kompression der Feder erfolgte dabei während des Durchlaufs der freien Strecke SP.As soon as the distance SP has been overcome, the driven clutch touches 20 the spacer ring 21 and thereby begins the actual tightening phase of the screw, this tightening regardless of a rigid or elastic connection is because all of the kinetic energy that is accumulated during the screwing phase has already been recorded by compressing the spring 22; these The spring was compressed during the passage through the free path SP.
Die Figuren 8 und 9 zeigen durch Versuch gewonnene Schaubilder herkömmlicher Schraubwerkzeuge bzw. von Schraubwerkzeugen, die mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung ausgerüstet sind. Die Buchstaben A, B, C und D auf der Abszisse entsprechen unterschiedlichen Verschraubungsbedingungen, wobei die am meisten elastische Verbindung im Punkt A und die starrste Verbindung im Punkt D liegt. Aus Figur 8 ergibt sich, daß in Abhängigkeit von der Verschraubungsart die entsprechenden maximalen Momente bei gleichbleibender Eichung der Kupplung einen steigenden Verlauf haben. Figur 9 zeigt, daß sowohl das Maximalmoment als auch das Minimalmoment bei sich ändernden Verschraubungsbedingungen mit einem Schraubwerkzeug, das mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung ausgerüstet ist, annähernd konstant bleibt.Figs. 8 and 9 show experimental graphs of conventional ones Screwing tools or screwing tools that are operated with a device according to the Invention are equipped. The letters A, B, C and D correspond on the abscissa different screwing conditions, with the most elastic connection at point A and the most rigid connection at point D. From Figure 8 it follows that that depending on the type of screw connection, the corresponding maximum torques with constant calibration of the coupling have an increasing curve. figure 9 shows that both the maximum torque and the minimum torque are changing Screwing conditions with a screwing tool that is equipped with a device according to the invention is equipped, remains approximately constant.
Bei anderen Varianten der Erfindung kann der freie Raum zur Dämpfung der kinetischen Energie zwischen der angetriebenen Kupplung und einem anderen mechanischen Organ des Schraubers vorgesehen sein, ohne daß dadurch der Erfindungsgedanke verlassen wird.In other variants of the invention, the free space can be used for damping the kinetic energy between the driven clutch and another mechanical Organ of the screwdriver can be provided without leaving the inventive concept will.
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Claims (2)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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IT85598/83A IT1175230B (en) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | PNEUMATIC SCREWDRIVER WITH TIGHTENING TORQUE TRANSMISSION DEVICE |
Publications (1)
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DE3425375A1 true DE3425375A1 (en) | 1985-01-24 |
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ID=11328721
Family Applications (1)
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DE19843425375 Withdrawn DE3425375A1 (en) | 1983-07-11 | 1984-07-10 | Compressed-air screwdriver with device for transmitting the tightening torque |
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Country | Link |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102357871A (en) * | 2011-10-14 | 2012-02-22 | 无锡麦克马丁定扭矩装配工具有限公司 | Air-stopping structure for definite torque tool |
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IT8385598A0 (en) | 1983-07-11 |
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