FR2821286A3

FR2821286A3 - TORQUE VALUE INDICATOR AND TOOL EQUIPPED THEREWITH

Info

Publication number: FR2821286A3
Application number: FR0102626A
Authority: FR
Inventors: Chih Ching Hsieh
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-12-06
Filing date: 2001-02-27
Publication date: 2002-08-30
Anticipated expiration: 2007-02-27
Also published as: FR2821286B3; GB2370008A; DE20100403U1; GB0029753D0

Abstract

Outil muni d'un moyen indicateur de valeur de couple, caractérisé par le fait qu'il comprend un capteur de mesure de tension (2) capable de délivrer une variation de résistance lors de l'utilisation de l'outil, un montage en pont de Wheatstone (4) capable de convertir en signal de tension électrique la variation de résistance précitée, un amplificateur (5), un processeur (6) convertissant le signal amplifié en signal numérique et un dispositif de sortie (7) capable d'afficher la valeur du couple.Tool provided with a torque value indicator means, characterized in that it comprises a voltage measurement sensor (2) capable of delivering a variation in resistance during use of the tool, a bridge assembly Wheatstone (4) capable of converting the aforementioned variation in resistance into an electrical voltage signal, an amplifier (5), a processor (6) converting the amplified signal into a digital signal and an output device (7) capable of displaying the torque value.

Description

Indicateur de valeur de couple et outil équipé de celui-ci
La présente invention est relative à des outils tels que des clés, tournevis et analogues comportant un indicateur de valeur de couple, qui utilise un montage en pont de Wheatstone pour convertir en signal de tension électrique la variation de résistance d'un capteur de mesure de tension de traction intégré dans l'outil, et permettant en outre que le signal de tension soit converti en signal numérique à délivrer. Torque value indicator and tool equipped therewith
The present invention relates to tools such as wrenches, screwdrivers and the like comprising a torque value indicator, which uses a Wheatstone bridge mounting to convert the resistance variation of a measurement sensor into an electrical voltage signal. tension of tension integrated in the tool, and allowing moreover that the tension signal is converted into digital signal to be delivered.

Diverses clés à utiliser dans des travaux de réparation et d'entretien d'automobiles ont été décrites. Lors de l'utilisation d'une clé, la force appliquée doit être maîtrisée dans des limites strictes pour éviter que ne survienne un accident ou un endommagement de l'outil ou de pièces de l'automobile. On connaît des clés à indicateur électronique de valeur de couple (cf. Fig. 10) ou indicateur de valeur de couple du type à résistance photosensible (cf. Fig. 11). Ces indicateurs de valeur de couple sont ordinairement lourds et occupent beaucoup de place sur l'outil. On connaît aussi un indicateur mécanique de valeur de couple utilisant un moyen à ressort pour réagir au couple. Cependant, cet indicateur mécanique de valeur de couple est moins précis et le moyen à ressort s'use rapidement au cours de l'utilisation. Various keys for use in automobile repair and maintenance have been described. When using a wrench, the applied force must be controlled within strict limits to prevent an accident or damage to the tool or parts of the automobile. Keys are known with electronic torque value indicator (see Fig. 10) or torque value indicator of the photosensitive resistance type (see Fig. 11). These torque value indicators are usually heavy and take up a lot of space on the tool. There is also known a mechanical torque value indicator using a spring means to react to the torque. However, this mechanical torque value indicator is less precise and the spring means wear out quickly during use.

La présente invention a été élaborée compte tenu de ces circonstances. La présente invention vise principalement à réaliser un outil comprenant un indicateur de valeur de couple, qui indique la valeur de couple de l'outil pendant l'utilisation de l'outil. Selon la présente invention, l'indicateur de valeur de couple comprend un capteur de mesure de tension, par exemple une ou plusieurs jauges de contrainte, qui délivre une variation de résistance au cours de l'utilisation de l'outil, un montage en pont de Wheatstone, qui convertit en signal de tension électrique de sortie le signal de variation de résistance délivré par le capteur de mesure de tension, et un processeur qui convertit le signal de tension électrique de sortie du montage en pont de Wheatstone en signal numérique destiné à être délivré en outre par l'intermédiaire d'un dispositif de sortie. The present invention has been developed in view of these circumstances. The main object of the present invention is to provide a tool comprising a torque value indicator, which indicates the torque value of the tool during the use of the tool. According to the present invention, the torque value indicator comprises a tension measurement sensor, for example one or more strain gauges, which delivers a variation in resistance during the use of the tool, a bridge mounting of Wheatstone, which converts the resistance variation signal delivered by the voltage measurement sensor into an output voltage signal, and a processor that converts the output voltage signal of the Wheatstone bridge assembly into a digital signal intended for be delivered further through an output device.

L'invention a également pour objet un indicateur de valeur de couple destiné à équiper un outil. L'outil muni d'un moyen indicateur de valeur de couple selon l'invention comprend un capteur de mesure de tension capable de délivrer une variation de résistance lors de l'utilisation de l'outil, un montage en pont de Wheatstone capable de convertir en signal de tension électrique la variation de The invention also relates to a torque value indicator intended to equip a tool. The tool provided with a torque value indicating means according to the invention comprises a tension measurement sensor capable of delivering a variation in resistance when the tool is used, a Wheatstone bridge assembly capable of converting as an electrical voltage signal the variation of

résistance précitée, un amplificateur, un processeur convertissant le signal amplifié en signal numérique et un dispositif de sortie capable d'afficher la valeur de couple. aforementioned resistor, an amplifier, a processor converting the amplified signal into a digital signal and an output device capable of displaying the torque value.

Dans le cas d'une clé selon l'invention, un capteur de mesure de tension est monté à chacune des deux extrémités distales de la clé, chaque capteur ayant un coefficient de résistance prédéterminé. In the case of a key according to the invention, a voltage measurement sensor is mounted at each of the two distal ends of the key, each sensor having a predetermined resistance coefficient.

Un dispositif intégré disposé au centre de la clé et connecté aux deux capteurs comporte le montage en pont de Wheatstone, l'amplificateur, le processeur et le dispositif de sortie. An integrated device located in the center of the key and connected to the two sensors includes the Wheatstone bridge assembly, the amplifier, the processor and the output device.

Dans tous les cas, le dispositif de sortie peut comprendre un voyant lumineux en couleur et un avertisseur sonore. In all cases, the output device may include a colored indicator light and an audible warning.

L'invention et nombre des avantages qui s'y attachent apparaîtront facilement plus clairement en référence à la description détaillée ci-après, faite en considération des dessins annexés, sur lesquels : la Fig. 1 est un schéma de principe du système selon la présente invention ; la Fig. 2 est un dessin schématique analysant la réaction de la matière à la réception d'une charge selon la présente invention ; la Fig. 3 est une vue en élévation d'une clé à moyen d'affichage de valeur de couple sur deux faces construit selon la présente invention ; la Fig. 4 est une vue en coupe d'une clé avec un moyen d'affichage de valeur de couple selon la présente invention ; la Fig. 5 est une vue éclatée d'une partie de la Fig. 3 ; la Fig. 6 représente une clé à rochet construite selon la présente invention ; la Fig. 7 représente une clé à douille à tête pivotante construite selon la présente invention ; la Fig. 8 représente une clé à douille à tête fixe coudée construite selon la présente invention ; la Fig. 9 représente un tournevis avec un indicateur de valeur de couple construit selon la présente invention ; la Fig. 10 représente une clé avec un indicateur électronique de valeur de couple selon la technique antérieure ; la Fig. 11 représente une clé avec un indicateur de valeur de couple du type à résistance photosensible selon la technique antérieure ; la Fig. 12 est une vue en coupe transversale selon 5-5 de l'outil représenté sur la Fig. 4 ; et The invention and many of the advantages attached to it will become more clearly apparent with reference to the detailed description below, given consideration of the appended drawings, in which: FIG. 1 is a block diagram of the system according to the present invention; Fig. 2 is a schematic drawing analyzing the reaction of the material on reception of a charge according to the present invention; Fig. 3 is an elevational view of a key with means for displaying the torque value on two faces constructed according to the present invention; Fig. 4 is a sectional view of a key with a torque value display means according to the present invention; Fig. 5 is an exploded view of part of FIG. 3; Fig. 6 shows a ratchet built in accordance with the present invention; Fig. 7 shows a socket wrench with pivoting head constructed according to the present invention; Fig. 8 shows a socket wrench with a bent fixed head constructed according to the present invention; Fig. 9 shows a screwdriver with a torque value indicator constructed in accordance with the present invention; Fig. 10 shows a key with an electronic torque value indicator according to the prior art; Fig. 11 shows a key with a torque value indicator of the photosensitive resistance type according to the prior art; Fig. 12 is a cross-sectional view along 5-5 of the tool shown in FIG. 4; and

la Fig. 13 est une vue en perspective d'une clé avec un indicateur de valeur de couple construit selon la présente invention. Fig. 13 is a perspective view of a key with a torque value indicator constructed in accordance with the present invention.

Sur la Fig. 2, S est la longueur d'arc, 2 est l'unité de longueur de charge, C est le point d'application de la charge. Sous une charge W, exerçant une réaction F, un couple Sx 2 produit une flexion qui fait se déformer le capteur de mesure de tension. La valeur de la déformation est traitée à l'aide d'un montage en pont de Wheatstone pour fournir un signal de sortie. De même, lorsqu'on fait tourner un objet circulaire, par exemple une douille ou un tournevis suivant un angle 0, un couple T est produit, ce qui amène le montage en pont de Wheatstone à modifier sa tension de sortie. R = p x/A, où R est une résistance, p est un coefficient de résistance ; est une longueur, A est une unité de surface. Par conséquent, la résistance est directement proportionnelle à l'unité de longueur mais indirectement proportionnelle à l'unité de surface. Grâce à l'effet d'un montage en pont de Wheatstone 4, la variation de résistance résultant de la variation tension mécanique mesurée par le capteur de tension 2produit une tension de sortie qui est amplifiée par l'intermédiaire d'un amplificateur 5, puis le signal analogique amplifié est converti en signal numérique par un processeur 6 comportant un convertisseur analogique-numérique, et le signal numérique ainsi obtenu est ensuite affiché par l'intermédiaire d'un dispositif de sortie 7 (cf. Fig. 1). Un adaptateur de courant alternatif 8 peut être prévu pour alimenter le montage 4. Un appareil enregistreur 9 peut être ajouté en sortie de l'amplificateur 5. In Fig. 2, S is the arc length, 2 is the unit of load length, C is the point of application of the load. Under a load W, exerting a reaction F, a torque Sx 2 produces a bending which causes the voltage measurement sensor to deform. The value of the deformation is processed using a Wheatstone bridge arrangement to provide an output signal. Similarly, when a circular object is rotated, for example a socket or a screwdriver at an angle 0, a torque T is produced, which causes the Wheatstone bridge assembly to modify its output voltage. R = p x / A, where R is a resistance, p is a coefficient of resistance; is a length, A is a unit of area. Consequently, the resistance is directly proportional to the unit of length but indirectly proportional to the unit of surface. Thanks to the effect of a Wheatstone bridge mounting 4, the resistance variation resulting from the mechanical voltage variation measured by the voltage sensor 2 produces an output voltage which is amplified via an amplifier 5, then the amplified analog signal is converted into a digital signal by a processor 6 comprising an analog-digital converter, and the digital signal thus obtained is then displayed by means of an output device 7 (cf. FIG. 1). An alternating current adapter 8 can be provided to supply the assembly 4. A recording device 9 can be added at the output of the amplifier 5.

En référence aux figures 4,12 et 13, l'outil 1 comporte une jauge de contrainte 2 disposée à chacune des deux extrémités distales de celle-ci, et un dispositif intégré 3 connecté à la jauge 2, disposé au centre. Les jauges de contrainte 2 présentent une résistance prédéterminée. Le dispositif intégré 3 présente un voyant lumineux 10 en couleur et un avertisseur sonore pour produire des signaux visuels et sonores. Le dispositif 3 est monté dans une gorge 11 d'un manchon 12 entourant l'âme de la clé 1 et est connecté aux deux jauges de contrainte 2. With reference to Figures 4.12 and 13, the tool 1 comprises a strain gauge 2 disposed at each of the two distal ends thereof, and an integrated device 3 connected to the gauge 2, disposed in the center. The strain gauges 2 have a predetermined resistance. The integrated device 3 has a colored indicator light 10 and an audible warning device for producing visual and audible signals. The device 3 is mounted in a groove 11 of a sleeve 12 surrounding the core of the key 1 and is connected to the two strain gauges 2.

Les figures 6 à 9 représentent divers modèles différents de clés et de tournevis à indication de couple selon la présente invention. Les figures 3 et 5 représentent une clé à indication de couple pourvue d'un moyen à indicateur de couple à deux faces selon la présente invention. Figures 6 to 9 show various different models of torque indicating wrenches and screwdrivers according to the present invention. Figures 3 and 5 show a torque indication key provided with a two-sided torque indicator means according to the present invention.

Claims

1. Tool provided with a torque value indicating means, characterized in that it comprises a tension measurement sensor (2) capable of delivering a variation in resistance when the tool is used, an assembly Wheatstone bridge (4) capable of converting the above-mentioned resistance variation into an electrical voltage signal, an amplifier (5), a processor (6) converting the amplified signal into a digital signal and an output device (7) capable of display the torque value.

2. Key according to claim 1, characterized in that a tension measurement sensor is mounted at each of the two distal ends of the key, each sensor having a predetermined resistance coefficient, than an integrated device (3) disposed in the center of the key and connected to the two sensors includes the Wheatstone bridge assembly, the amplifier, the processor and the output device.

3. Tool according to claim 1 or 2, characterized in that the output device comprises a colored indicator light and an audible warning.

4. Torque indicator intended to equip a tool according to any one of the preceding claims.