FR2908341A3

FR2908341A3 - Ratchet wrench, comprises piezo element for power generation in order to supply torque gauge

Info

Publication number: FR2908341A3
Application number: FR0758710A
Authority: FR
Inventors: Dr Michael Lucke
Original assignee: Wille Eduard & Co KG GmbH
Current assignee: Wille Eduard & Co KG GmbH
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2007-10-31
Publication date: 2008-05-16
Anticipated expiration: 2013-10-31
Also published as: ES1066526Y; FR2908341B3; ITMI20070360U1; ES1066526U; DE202006017235U1

Abstract

The wrench (10) has a torque transmitting shaft (12) with a ratchet head (14) to be provided with the appropriate bit. The handle (22) is hollow and accommodates two piezo elements (26,28) used for generating power to be saved in a capacitor (32). The transformed voltage (34) can also be used for the supply of other devices located at the tool (10). For use the direction is selected with a switch (20) and the appropriate bit attached. The forces applied on the tool (10) are transferred into electric energy and determined with a strain gauge (36). The obtained data are shown on a display (40) at the handle (22).

Description

DESCRIPTION L'invention concerne un outil à cliquet pour le serrage de visDESCRIPTION The invention relates to a ratchet tool for tightening screws

et/ou d'écrous, se composant de (a) un bras de levier pour la transmission d'un couple de rotation, (b) une tête d'outil prévue à l'une des extrémités du bras de levier et munie d'un cliquet et d'un porte-outils pour embouts, (c) une poignée se trouvant à l'autre extrémité du bras de levier. Le terme de cliquet est un terme connu et abrégé désignant une clé à main munie d'un bras de levier et d'une tête d'outil pour le serrage de vis ou d'écrous pour laquelle la tête d'outil comprend un cliquet. Le cliquet relie la tête d'outil à un porte-outils. Une tige carrée aux dimensions pratiquées dans le système en pouces, pouvant recevoir différents embouts pour le serrage de vis ou d'écrous, sert la plupart du temps de porte-outils. Une disposition à loquet placée dans le cliquet transmet dans un sens de rotation un couple de rotation du bras de levier et de la tête d'outil par le biais du porte-outils à une pièce à usiner. Dans le sens de rotation contraire, la disposition à loquet et, avec elle, la tête d'outil et le bras de levier frottent contre le porte-outils. Aucun couple de rotation n'est transmis au porte-outils. Mais la disposition à loquet produit un bruit de "cliquetis". and / or nuts, consisting of (a) a lever arm for transmission of a torque, (b) a tool head provided at one end of the lever arm and provided with a ratchet and bit holder, (c) a handle at the other end of the lever arm. The term pawl is a well-known and abbreviated term for a hand-held key provided with a lever arm and a tool head for tightening screws or nuts for which the tool head comprises a pawl. The pawl connects the tool head to a tool holder. A square rod with dimensions in the system in inches, which can receive various bits for tightening screws or nuts, is mostly used for tool holders. A latch arrangement in the pawl transmits a rotational torque of the lever arm and the tool head in a rotational direction through the tool holder to a workpiece. In the opposite direction of rotation, the latch arrangement and with it the tool head and the lever arm rub against the tool holder. No torque is transmitted to the tool holder. But the latch arrangement produces a "rattling" sound.

La plupart du temps, le cliquet est réversible et présente un levier ou une tête tournante. Ceci permet de choisir le sens de rotation dans lequel un couple de rotation est transmis au porte-outils. Une clé dynamométrique permet d'exercer un couple de rotation défini sur des éléments d'assemblage, comme les vis ou les écrous. Most of the time, the ratchet is reversible and has a lever or a rotating head. This makes it possible to choose the direction of rotation in which a torque is transmitted to the tool holder. A torque wrench allows to exert a defined torque on assembly elements, such as screws or nuts.

L'homme de métier connaît une multitude de modèles de clé dynamométrique mécanique ou électronique. On distingue en gros les clés dynamométriques à déclenchement et les clés dynamométriques à affichage. Les clés dynamométriques à déclenchement permettent de serrer un élément d'assemblage jusqu'à un couple de rotation prédéfini. Une fois ce couple de rotation atteint, cela déclenche un accouplement entre le bras de levier et le porte-outils. Le couple de rotation exercé sur l'élément d'assemblage ne peut plus augmenter. Ceci peut déclencher au lieu de cela ou en même temps un signal acoustique, mécanique ou optique signalant à 2908341 -2- l'utilisateur qu'un couple de rotation est atteint. Dans le cas de clés dynamométriques à affichage, une échelle mécanique, un compteur ou un dispositif d'affichage électronique affiche en continu la valeur du couple de rotation appliqué au porte-outils. Les clés dynamométriques modernes 5 allient souvent aussi bien la clé dynamométrique à déclenchement que la clé dynamométrique à affichage. Pour mesurer par voie électronique le couple de rotation appliqué, il est connu d'utiliser des jauges d'extensométrie ou des éléments piézoélectriques. Le brevet allemand DE 2829009 Al révèle une clé 10 dynamométrique pour laquelle un ou deux organes piézoélectriques pour la détermination du couple de rotation sont implantés dans la tête d'outil. Le brevet allemand DE 102005034765 Al décrit des éléments de microstructure destinés à mesurer le couple de rotation et montés sur le bras de levier, près de la tête de l'outil. Dans ce but, les éléments de 15 microstructure comprennent des organes de détection formés d'une jauge d'extensométrie, d'un matériau piézorésistant ou piézoélectrique. Les clés dynamométriques électroniques connues présentent l'inconvénient que le bras de levier ou la tête d'outil nécessitent une mécanique compliquée destinée à loger des éléments de mesure 20 électroniques pour la détermination du couple de rotation ou un mécanisme déclencheur. Cette mécanique entraîne des frais de fabrication qui se répercutent au final sur le prix. L'entretien nécessaire de ces clés dynamométriques entraîne des frais supplémentaires. En outre, les clés dynamométriques électroniques connues 25 utilisent de préférence des piles ou des accumulateurs pour l'alimentation électrique permettant de se passer de câble relié à une source de courant externe. Un tel câble peut entraver ou même mettre en danger l'utilisateur. Les piles ou les accumulateurs ont une durée de vie très limitée et doivent être remplacés ou rechargés, ceci prenant du temps et entraînant des frais. The skilled person knows a multitude of mechanical or electronic torque wrench models. There are basically triggering torque wrenches and torque wrenches with display. Torque wrenches are used to tighten an assembly element to a predefined torque. Once this torque is reached, this triggers a coupling between the lever arm and the tool holder. The rotational torque exerted on the connecting element can no longer increase. This can trigger instead or at the same time an acoustic, mechanical or optical signal to the user that a torque is achieved. In the case of display torque wrenches, a mechanical scale, a meter or an electronic display device continuously displays the value of the rotational torque applied to the tool holder. Modern torque wrenches 5 often combine both the torque wrench and the torque wrench display. To electronically measure the torque applied, it is known to use strain gauges or piezoelectric elements. DE 2829009 A1 discloses a torque wrench for which one or two piezoelectric members for the determination of the rotational torque are implanted in the tool head. DE 102005034765 A1 discloses microstructure elements for measuring torque and mounted on the lever arm near the head of the tool. For this purpose, the microstructure elements comprise sensing members formed of an extensometry gauge, a piezoresistive or piezoelectric material. Known electronic torque wrenches have the disadvantage that the lever arm or the tool head requires complicated mechanics for accommodating electronic measuring elements for determining torque or a triggering mechanism. This mechanism leads to manufacturing costs that ultimately affect the price. The necessary maintenance of these torque wrenches is subject to additional charges. In addition, known electronic torque wrenches preferably utilize batteries or accumulators for the power supply to dispense with a cable connected to an external power source. Such a cable may hinder or even endanger the user. Batteries or accumulators have a very limited life and need to be replaced or recharged, this being time consuming and costly.

30 Pour fixer les piles ou les accumulateurs dans une clé dynamométrique, on a besoin de composants mécaniques ou électriques qui rendent la construction encore plus compliquée. Les cliquets connus présentent certes une construction sensiblement plus simple et, ainsi, moins chère qu'une clé dynamométrique, mais ne permettent par de déterminer le couple de rotation pendant l'opération de vissage. 2908341 -3- Le but de l'invention est de créer un outil à cliquet de fabrication simple qui soit en mesure de mesurer un couple de rotation sans utiliser de sources d'énergie externes, telles que des piles. Conformément à l'invention, le problème est résolu par le fait 5 que, dans le cas d'un outil à cliquet pour le serrage de vis et/ou d'écrous de l'espèce mentionnée ci-dessus, (d) un élément piézoélectrique est disposé dans la poignée ou dans la zone de celle-ci, l'élément piézoélectrique générant lors de l'actionnement de l'outil à cliquet une tension électrique pouvant être 10 captée. Le principe de l'invention consiste à utiliser la force de génération d'un couple de rotation, appliquée par un utilisateur sur la poignée de l'outil à cliquet, afin de générer de l'énergie électrique supplémentaire. Pour ce faire, il est prévu un élément piézoélectrique dans 15 la zone de la poignée. La force appliquée par l'utilisateur provoque, par l'intermédiaire de la poignée, une pression exercée sur l'élément piézoélectrique. Ceci génère à l'intérieur de l'élément piézoélectrique une tension électrique pouvant être captée. Cette tension peut être utilisée par exemple pour alimenter d'autres composants électroniques de l'outil à 20 cliquet. L'alimentation électrique par le biais d'un élément piézoélectrique permet de se passer de piles ou d'accumulateurs. On n'a pas de remplacement coûteux de piles ou d'accumulateurs usés, ni de rechargement d'accumulateurs exigeant du temps. L'utilisateur dispose à 25 tout moment d'un outil à cliquet à alimentation électrique gratuite. En outre, on n'a plus besoin de composants mécaniques et électriques pour fixer une pile ou un accumulateur. L'installation de l'élément piézoélectrique dans la zone de la poignée permet de ne pas modifier, ou seulement très faiblement, le reste de 30 la construction de l'outil à cliquet. Par rapport à des cliquets connus, on peut se passer de composants mécaniques ou électriques supplémentaires pour l'alimentation électrique, aussi bien sur la tête de l'outil que sur le bras de levier. Lors de la fabrication de l'outil à cliquet conforme à l'invention, on peut utiliser ainsi la tête d'outil et le bras de levier de cliquets connus qui 35 sont simples, robustes, et ne nécessitent aucun entretien. Une configuration de l'invention s'est avérée être avantageuse si une jauge d'extensométrie est prévue pour la génération d'un signal 2908341 -4- électrique correspondant au couple de rotation, l'alimentation électrique de la jauge d'extensométrie étant formée par l'élément piézoélectrique. La jauge d'extensométrie permet de mesurer le couple de rotation appliqué par un utilisateur à la vis ou l'écrou. Le couple de rotation momentané peut 5 ainsi être appelé à tout moment par voie électronique. D'autres composants électroniques permettent de traiter et de contrôler les valeurs des couples de rotation. En outre, aucune source de courant électrique supplémentaire n'est nécessaire pour alimenter en courant électrique la jauge d'extensométrie. Un mode d'exécution préféré de l'invention consiste à prévoir 10 un traitement de signaux pour la détermination du couple de rotation à partir de la tension électrique générée par l'élément piézoélectrique. Ainsi, le couple de rotation exercé sur la vis ou l'écrou est déterminé directement par le biais de l'élément piézoélectrique. Des capteurs de mesure électroniques supplémentaires destinés à déterminer le couple de rotation, 15 comme par exemple, des jauges d'extensométrie, ne sont pas nécessaires et on peut se passer de l'installation compliquée de ces capteurs de mesure sur l'outil à cliquet. Une exécution particulièrement appropriée de l'outil à cliquet conforme à l'invention prévoit un dispositif d'affichage pour la 20 représentation du couple de rotation. Le dispositif d'affichage permet de représenter par exemple le couple de rotation généré momentanément par un utilisateur sur la vis ou l'écrou. L'utilisateur est ainsi en mesure de contrôler le couple de rotation pendant l'ensemble de l'opération de vissage. Une fois qu'un couple de rotation prédéfini est atteint, l'utilisateur peut 25 achever l'opération de vissage. Par ailleurs, le dispositif d'affichage permet de représenter l'état de fonctionnement de l'outil à cliquet ou les messages d'erreur. Une autre configuration conforme au but de l'outil à cliquet conforme à l'invention comprend au moins deux éléments piézoélectriques.To secure batteries or accumulators in a torque wrench, mechanical or electrical components are needed which make the construction even more complicated. The ratchets known certainly have a substantially simpler construction and, thus, less expensive than a torque wrench, but do not allow to determine the torque during the screwing operation. The object of the invention is to create a simple manufacturing ratchet tool that is able to measure rotational torque without using external energy sources, such as batteries. According to the invention, the problem is solved by the fact that, in the case of a ratchet tool for tightening screws and / or nuts of the species mentioned above, (d) an element The piezoelectric element is disposed in the handle or in the region thereof, the piezoelectric element generating a pick-up voltage upon actuation of the ratchet tool. The principle of the invention is to use the torque generating force, applied by a user to the handle of the ratchet tool, to generate additional electrical energy. To do this, a piezoelectric element is provided in the area of the handle. The force applied by the user causes, via the handle, a pressure exerted on the piezoelectric element. This generates inside the piezoelectric element a voltage that can be sensed. This voltage can be used, for example, to power other electronic components of the ratchet tool. The power supply via a piezoelectric element makes it possible to dispense with batteries or accumulators. There is no expensive replacement of spent batteries or accumulators, nor battery recharging requiring time. The user has at all times a ratchet tool with a free power supply. In addition, there is no need for mechanical and electrical components to attach a battery or accumulator. The installation of the piezoelectric element in the area of the handle makes it possible not to modify, or only very slightly, the remainder of the construction of the ratchet tool. Compared with known pawls, it is possible to dispense with additional mechanical or electrical components for the power supply, both on the head of the tool and on the lever arm. In the manufacture of the ratchet tool according to the invention, the known ratchet tool head and lever arm can be used which are simple, robust and maintenance-free. A configuration of the invention has been found to be advantageous if an extensometry gauge is provided for generating an electrical signal corresponding to the rotational torque, the power supply of the strain gauge being formed. by the piezoelectric element. The strain gauge makes it possible to measure the torque applied by a user to the screw or the nut. The momentary torque can thus be called at any time electronically. Other electronic components make it possible to process and control the values of the rotational torques. In addition, no additional power source is required to supply the strain gauge with electrical power. A preferred embodiment of the invention is to provide signal processing for determining the rotational torque from the electrical voltage generated by the piezoelectric element. Thus, the rotational torque exerted on the screw or the nut is determined directly through the piezoelectric element. Additional electronic measuring sensors for determining the rotational torque, such as, for example, strain gauges, are not required and the complicated installation of these measuring sensors on the ratchet tool can be dispensed with. . A particularly suitable embodiment of the ratchet tool according to the invention provides a display device for the representation of the rotational torque. The display device makes it possible to represent, for example, the torque momentarily generated by a user on the screw or the nut. The user is thus able to control the torque during the entire tightening operation. Once a predefined torque is reached, the user can complete the tightening operation. Moreover, the display device makes it possible to represent the operating state of the ratchet tool or the error messages. Another configuration according to the purpose of the ratchet according to the invention comprises at least two piezoelectric elements.

30 Le premier élément piézoélectrique est prévu pour la rotation à droite et le second élément piézoélectrique est prévu pour la rotation à gauche de l'outil à cliquet. Ceci permet de générer à chaque actionnement de l'outil à cliquet une tension pouvant être captée grâce à la force exercée sur la poignée à l'aide de l'un des éléments piézoélectriques. Ceci produit ainsi plus 35 d'énergie électrique. Ceci permet d'alimenter de façon plus sûre les composants électroniques existants ou d'utiliser des composants supplémentaires. En outre, le couple de rotation est mesurable par les 2908341 -5- éléments piézoélectriques aussi bien pour la rotation vers la droite que la rotation vers la gauche. Cette possibilité élargit le domaine d'utilisation de l'outil à cliquet. Conformément à un mode d'exécution avantageux de 5 l'invention, l'élément piézoélectrique est disposé dans un creux en forme de fente situé dans la zone de la poignée afin de saisir les rotations à droite et à gauche. De cette manière, un seul élément piézoélectrique permet de générer, aussi bien pour une rotation à droite qu'à gauche, une tension électrique et de mesurer le couple de rotation par le biais de la tension 10 générée. Un second élément piézoélectrique n'est pas nécessaire. C'est la raison pour laquelle la construction de l'outil à cliquet est plus simple et moins coûteuse. Une exécution efficace de l'outil à cliquet conforme à l'invention dispose d'un accumulateur d'énergie destiné à stocker l'énergie 15 électrique qui est générée par l'élément piézoélectrique. L'énergie électrique n'est pas seulement disponible pour d'autres composants électroniques pendant sa génération due à l'élément piézoélectrique. C'est toute l'électronique de l'outil à cliquet qui est déjà alimentée en électricité avant ou bien après une opération de vissage. Il est ainsi possible de représenter 20 sur le dispositif d'affichage avant une opération de vissage par exemple l'état de fonctionnement de l'outil à cliquet ou une valeur de couple de rotation prédéfinie. Au terme du vissage, il est p. ex. possible d'appeler et de représenter les valeurs de couple de rotation mémorisées. Une autre configuration avantageuse de l'invention prévoit un 25 convertisseur de tension et/ou transformateur de tension. Un convertisseur de tension ou transformateur de tension permet d'adapter de façon optimale la tension générée par un élément piézoélectrique aux caractéristiques des autres composants électroniques. La capacité des autres composants électroniques à s'adapter à la tension générée par un élément piézoélectrique 30 devient secondaire. Au contraire, les composants électroniques peuvent être choisis désormais en fonction d'autres critères de construction ou d'économie. Une exécution préférée de l'outil à cliquet conforme à l'invention pour le serrage de vis et/ou d'écrous comprend un dispositif de 35 transmission destiné à transmettre des couples de rotation saisis à une unité de traitement externe. La transmission des couples de rotation saisis à des unités de traitement externes permet d'archiver à long terme et d'inscrire 2908341 -6- dans un protocole les couples de rotation mesurés pendant le vissage. En outre, le contrôle des couples de rotation peut être effectué par un appareil externe et par un appareil central. Une commande centralisée permet de réagir à toute valeur erronée. L'utilisation de ressources externes de 5 traitement et de mémorisation des valeurs de couple de rotation permet de ménager, voire de rendre superflues, les ressources de l'outil à cliquet. Ceci rend ainsi la construction de l'outil à cliquet plus simple et moins coûteuse. Une autre configuration de l'invention comprend une cellule solaire servant d'alimentation électrique supplémentaire. La cellule solaire 10 soutient l'élément piézoélectrique en alimentant en courant électrique les autres composants électroniques. Ceci permet d'augmenter la puissance électrique et d'utiliser des composants électroniques à la consommation énergétique assez importante. Par ailleurs, l'alimentation électrique est assurée même au bout d'un certain temps sans que l'outil à cliquet n'ait 15 exercé de couple de rotation. D'autres formes d'exécution de l'invention et d'autres avantages résultent des dessins et de leurs descriptions associées. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre 20 d'exemple non limitatif, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : La fig. 1 montre, en schéma de principe, un premier exemple d'exécution d'un outil à cliquet muni de deux éléments piézoélectriques. La fig. 2 montre, en schéma de principe, un second exemple 25 d'exécution correspondant à la fig. 1 d'un outil à cliquet muni d'un seul élément piézoélectrique. Un outil à cliquet pour le serrage de vis ou d'écrous est désigné par 10 sur la fig. 1. L'outil à cliquet 10 comprend un bras de levier 12 dont l'une des extrémités est configurée en tête d'outil 14. La tête d'outil 14 30 comprend un porte-outils 16 relié par un cliquet 18 à la tête d'outil 14. Une tige carrée aux dimensions pratiquées dans le système en pouces sert par exemple de porte-outils 16. Différents embouts peuvent être insérés sur ce porte-outils 16. Le cliquet 18 transmet dans un sens de rotation le couple de rotation du bras de levier 12 par le biais de la tête d'outil 14 au porte-outils 35 16 et, ainsi, à un embout. Dans le sens de rotation inverse, le cliquet 18 frotte ou "cliquète" et, avec lui, la tête d'outil 14 et le bras de levier 12 par rapport au porte-outils 16. Aucun couple de rotation n'est transmis au porte- 2908341 -7- outils 16. Un inverseur 20 permet à l'utilisateur de changer le sens de rotation dans lequel le cliquet 18 transmet un couple de rotation de la tête d'outil 14 au porte-outils 16. On utilise par exemple en guise d'inverseur 20 un levier de commande ou un bouton rotatif 5 L'extrémité du bras de levier 12 opposée à la tête d'outil 14 est entourée par une poignée 22. La partie avant de la poigné 22 dirigée vers la tête d'outil 14 est reliée fixement au bras de levier 12. Un évidement 24 est prévu entre la poignée 22 et le bras de levier 12 dans la partie arrière de la poignée entourant l'extrémité du bras de levier 12. Deux éléments 10 piézoélectriques 26, 28 sont cachés fixement à l'intérieur de l'évidement 24. Les éléments piézoélectriques 26, 28 servent à alimenter en courant électrique l'outil à cliquet 10. Au lieu de cela, l'outil à cliquet 10 peut comprend d'autres éléments piézoélectriques et/ou une cellule solaire 30 pour l'alimentation électrique. L'énergie électrique générée par les éléments 15 piézoélectriques est stockée dans un accumulateur d'énergie 32, par exemple un condensateur. Un convertisseur de tension 34 permet d'adapter la tension générée de façon optimale aux caractéristiques des autres composants électroniques. Il est également possible d'utiliser un convertisseur de tension pour générer des courbes de tension précises, 20 comme par exemple une tension rectangulaire ou une tension alternative. En outre, une jauge d'extensométrie 36 est fixée sur le bras de levier 12 sur la poignée 22 ou dans la zone de la poignée 22. La jauge d'extensométrie 36 permet de mesurer le couple de rotation généré par un utilisateur par le biais du bras de levier 12 sur le porte-outils 16. Pour saisir 25 les couples de rotation mesurés, une unité de traitement 38 est intégrée dans la poignée 22. En outre, la poignée 22 comprend un dispositif d'affichage 40 pour la représentation des valeurs de couple de rotation ou d'états de fonctionnement de l'outil à cliquet 10 et un dispositif de transmission 42 destiné à transmettre les couples de rotation saisis à des appareils externes.The first piezoelectric element is provided for the right rotation and the second piezoelectric element is provided for the left rotation of the ratchet tool. This makes it possible to generate, with each actuation of the ratchet tool, a tension that can be sensed thanks to the force exerted on the handle by means of one of the piezoelectric elements. This thus produces more electrical energy. This makes it easier to power existing electronic components or to use additional components. In addition, the rotational torque is measurable by the piezoelectric elements for both rightward and leftward rotation. This possibility expands the field of use of the ratchet tool. In accordance with an advantageous embodiment of the invention, the piezoelectric element is disposed in a slot-shaped recess in the area of the handle to capture rotations to the right and to the left. In this way, a single piezoelectric element makes it possible to generate, for both right and left rotation, an electrical voltage and to measure the torque by means of the generated voltage. A second piezoelectric element is not necessary. This is why the construction of the ratchet tool is simpler and less expensive. Effective execution of the ratchet tool according to the invention has an energy accumulator for storing the electrical energy that is generated by the piezoelectric element. Electrical energy is not only available for other electronic components during its generation due to the piezoelectric element. It is all the electronics of the ratchet tool that is already supplied with electricity before or after a screwing operation. It is thus possible to represent on the display device before a screwing operation, for example, the operating state of the ratchet tool or a predefined torque value. At the end of the screwing, he is p. ex. possible to call and represent the stored torque values. Another advantageous configuration of the invention provides a voltage converter and / or voltage transformer. A voltage converter or voltage transformer optimally matches the voltage generated by a piezoelectric element to the characteristics of other electronic components. The ability of other electronic components to adapt to the voltage generated by a piezoelectric element 30 becomes secondary. On the contrary, the electronic components can be selected from now on according to other criteria of construction or economy. A preferred embodiment of the ratchet tool according to the invention for tightening screws and / or nuts comprises a transmission device for transmitting torques of rotation to an external processing unit. The transmission of the rotational torques seized to external processing units makes it possible to archive in the long run and to enter in a protocol the torques of rotation measured during the screwing. In addition, torque control can be performed by an external device and a central device. A centralized command makes it possible to react to any erroneous value. The use of external resources for processing and memorizing the torque values makes it possible to spare or even make superfluous the resources of the ratchet tool. This makes the construction of the ratchet tool simpler and less expensive. Another configuration of the invention comprises a solar cell serving as an additional power supply. The solar cell 10 supports the piezoelectric element by supplying electric power to the other electronic components. This makes it possible to increase the electrical power and to use electronic components with a considerable energy consumption. Moreover, the power supply is ensured even after a certain time without the ratchet having exerted torque. Other embodiments of the invention and other advantages result from the drawings and their associated descriptions. The invention will be better understood from the following description, which refers to preferred embodiments, given by way of non-limiting example, and explained with reference to the appended diagrammatic drawings, in which: FIG. 1 shows, in block diagram, a first embodiment of a ratchet tool provided with two piezoelectric elements. Fig. 2 shows, in block diagram, a second exemplary embodiment corresponding to FIG. 1 of a ratchet tool provided with a single piezoelectric element. A ratchet tool for tightening screws or nuts is indicated by 10 in FIG. 1. The ratchet tool 10 comprises a lever arm 12 whose one end is configured at the tool head 14. The tool head 14 30 comprises a tool holder 16 connected by a pawl 18 to the head 14. A square shank with the dimensions made in the inch system serves for example tool holders 16. Various endpieces can be inserted on this tool holder 16. The pawl 18 transmits in a rotational direction the rotation torque lever arm 12 through tool head 14 to tool holder 35 and thus to a bit. In the direction of reverse rotation, the pawl 18 rubs or "clicks" and, with it, the tool head 14 and the lever arm 12 relative to the tool holder 16. No torque is transmitted to the door An inverter 20 allows the user to change the direction of rotation in which the pawl 18 transmits a rotational torque of the tool head 14 to the tool holder 16. For example, The end of the lever arm 12 opposite to the tool head 14 is surrounded by a handle 22. The front portion of the handle 22 directed towards the head The tool 14 is fixedly connected to the lever arm 12. A recess 24 is provided between the handle 22 and the lever arm 12 in the rear portion of the handle surrounding the end of the lever arm 12. Two piezoelectric elements 26, 28 are hidden fixedly inside the recess 24. The piezoelectric elements 26, 28 serve to supply electrical power to the ratchet tool. Instead, the ratchet tool 10 may comprise other piezoelectric elements and / or a solar cell 30 for the power supply. The electrical energy generated by the piezoelectric elements is stored in an energy store 32, for example a capacitor. A voltage converter 34 makes it possible to adapt the voltage generated optimally to the characteristics of the other electronic components. It is also possible to use a voltage converter to generate accurate voltage curves, such as a rectangular voltage or an alternating voltage. In addition, an extensometry gauge 36 is attached to the lever arm 12 on the handle 22 or in the area of the handle 22. The strain gauge 36 measures the torque generated by a user through of the lever arm 12 on the tool holder 16. To capture the measured torques, a processing unit 38 is integrated in the handle 22. In addition, the handle 22 comprises a display device 40 for the representation of the torque values or operating states of the ratchet tool 10 and a transmission device 42 for transmitting the rotational torques entered to external devices.

30 Dans une exécution alternative de l'outil à cliquet 10, le couple de rotation exercé est déterminé directement à partir de la tension générée par les éléments piézoélectriques 26, 28. Dans ce but, l'unité de traitement 38 comprend un traitement de signaux 39. La jauge d'extensométrie 36 n'est pas nécessaire dans cette exécution-là.In an alternative embodiment of the ratchet tool 10, the exerted torque is determined directly from the voltage generated by the piezoelectric elements 26, 28. For this purpose, the processing unit 38 comprises signal processing. 39. The strain gauge 36 is not necessary in this execution.

35 Pour établir ou défaire un assemblage par vissage, un utilisateur choisit d'abord à l'aide de l'inverseur 20 le sens de rotation avec une transmission de couple de rotation et insert l'embout correspondant dans le 2908341 -8- porte-outils 16. Le dispositif d'affichage 40 signale à l'utilisateur que l'outil à cliquet 10 est prêt à mesurer des couples de rotation. Après avoir inséré la douille sur la vis ou l'écrou, l'utilisateur exerce, pour générer un couple de rotation, une force correspondante sur la poignée 22. La force est transmise 5 par le biais du bras de levier 12, la tête d'outil 14 et le porte-outils 16 portant l'embout à la vis ou l'écrou et génère le couple de rotation correspondant. En même temps, la force exercée sur la poignée 22 provoque une pression sur l'un des éléments piézoélectriques 26, 28 placé entre la 10 poignée 22 et le bras de levier 12. Grâce à cette pression, l'élément piézoélectrique 26 ou 28 génère une tension qui est évacuée et stockée dans l'accumulateur d'énergie 32. En fonction du sens de rotation et de la force associée exercée sur la poignée 22, on peut capter une tension soit à l'élément piézoélectrique 26 soit à l'élément piézoélectrique 28. Pour 15 générer encore plus de tension, on peut cacher une cellule solaire 30 sur la poignée. L'énergie électrique stockée dans l'accumulateur d'énergie 32 est utilisée pour alimenter tous les autres composants électriques. Dans ce but, un convertisseur de tension 34 fournit la tension nécessaire. La mesure du couple de rotation à l'aide d'une jauge 20 d'extensométrie 36 s'effectue d'une manière connue par l'homme de métier. Dans ce but, la jauge d'extensométrie 36 est alimentée en courant électrique par l'accumulateur d'énergie 32 et amène les couples de rotation mesurée sous forme de signaux électriques à l'unité de traitement 38. Dans le cas d'une autre configuration de l'outil à cliquet 10, le couple de rotation est 25 calculé à l'aide du traitement de signaux 39 directement par le biais de la tension générée par l'élément piézoélectrique 26, 28 et est amené à l'unité de traitement 38. L'unité de traitement 38 représente un couple de rotation mesuré par le biais du dispositif d'affichage 40. L'utilisateur peut ainsi visualiser pendant toute l'opération de vissage le couple de rotation appliqué 30 momentanément. Une fois que le couple de rotation désiré est atteint, l'utilisateur achève l'opération de vissage. L'unité de traitement 38 peut envoyer des valeurs de couple de rotation mesurées avec le dispositif de transmission 42 à des appareils externes aussi bien pendant qu'après le vissage. Les appareils externes permettent p. ex. d'archiver ou de retraiter 35 les valeurs mesurées. La fig. 2 montre, conformément à la fig. 1, un outil à cliquet 10 pour le serrage de vis ou d'écrous. C'est pourquoi, les mêmes composants 2908341 -9- sont désignés par les signes de référence correspondants. À l'inverse de la fig. 1, cette exécution n'utilise qu'un seul élément piézoélectrique 26. Pour loger cet élément piézoélectrique 26, un creux 44 en forme de fente est formé à l'extrémité du bras de levier 12 entourée par la poignée 22. Le 5 creux 44 en forme de fente partage l'extrémité du bras de levier 12 en deux éléments de bras de levier 48. En outre, l'évidement 24 est interrompu entre la poignée 22 et le bras de levier 12 par deux échancrures 46. Les échancrures 46 permettent de relier la poignée 22 dans la zone de l'élément piézoélectrique 26 au bras de levier 12.In order to make or break an assembly by screwing, a user first selects with the aid of the inverter 20 the direction of rotation with a transmission of rotational torque and inserts the corresponding end-piece into the holder. The display device 40 signals to the user that the ratchet tool 10 is ready to measure rotational torques. After inserting the sleeve on the screw or the nut, the user exerts, to generate a torque, a corresponding force on the handle 22. The force is transmitted 5 by means of the lever arm 12, the head d tool 14 and the tool holder 16 carrying the tip to the screw or the nut and generates the corresponding torque. At the same time, the force exerted on the handle 22 causes a pressure on one of the piezoelectric elements 26, 28 placed between the handle 22 and the lever arm 12. Thanks to this pressure, the piezoelectric element 26 or 28 generates a voltage which is discharged and stored in the energy accumulator 32. Depending on the direction of rotation and the associated force exerted on the handle 22, it is possible to pick up a voltage either to the piezoelectric element 26 or to the element To generate even more voltage, a solar cell 30 can be hidden on the handle. The electrical energy stored in the energy accumulator 32 is used to power all the other electrical components. For this purpose, a voltage converter 34 provides the necessary voltage. The measurement of the rotational torque by means of a strain gauge 36 is carried out in a manner known to those skilled in the art. For this purpose, the strain gauge 36 is supplied with electric current by the energy accumulator 32 and brings the torques measured as electrical signals to the processing unit 38. In the case of another In the configuration of the ratchet tool 10, the torque is calculated by means of the signal processing 39 directly through the voltage generated by the piezoelectric element 26, 28 and is fed to the processing unit. 38. The processing unit 38 represents a rotational torque measured by means of the display device 40. The user can thus display the torque momentarily applied during the entire screwing operation. Once the desired torque is reached, the user completes the screwing operation. The processing unit 38 can send torque values measured with the transmission device 42 to external devices both during and after screwing. External devices allow p. ex. to archive or reprocess the measured values. Fig. 2 shows, according to FIG. 1, a ratchet tool 10 for tightening screws or nuts. Therefore, the same components are designated by the corresponding reference signs. Unlike fig. 1, this embodiment uses only one piezoelectric element 26. To accommodate this piezoelectric element 26, a slot-shaped recess 44 is formed at the end of the lever arm 12 surrounded by the handle 22. The hollow 44 in the form of a slot divides the end of the lever arm 12 into two lever arm elements 48. In addition, the recess 24 is interrupted between the handle 22 and the lever arm 12 by two notches 46. The notches 46 allow connecting the handle 22 in the region of the piezoelectric element 26 to the lever arm 12.

10 Si une force est exercée sur la poignée 22 pour générer un couple de rotation, cette force est transmise en fonction du sens de rotation par l'une des échancrures 46 à l'un des éléments de bras de levier 48. La force est également transmise au second élément de bras de levier 48 par le biais de l'élément piézoélectrique 26. L'élément piézoélectrique 26 exposé à 15 une telle pression génère une tension pouvant être captée. Dans le sens de rotation contraire, la force agit par le biais de la poignée 22 et l'échancrure opposée 46 agit quant à elle sur l'un des éléments de bras de levier 48 en agissant également sur l'élément piézoélectrique 26 et l'autre élément de bras de levier 48. L'élément piézoélectrique est également sous pression 20 dans ce sens de rotation et génère une tension. Ainsi, une tension est générée dans l'outil à cliquet 10 dans les deux sens de rotation à l'aide d'un seul élément piézoélectrique 26. Cette tension est également utilisée dans une exécution pour déterminer le couple de rotation. Dans ce but, un traitement de signaux 39 est compris dans l'outil à cliquet 10.If a force is exerted on the handle 22 to generate a rotational torque, this force is transmitted as a function of the direction of rotation by one of the notches 46 to one of the lever arm members 48. The force is also transmitted to the second lever arm member 48 through the piezoelectric element 26. The piezoelectric element 26 exposed to such a pressure generates a pick-up voltage. In the opposite direction of rotation, the force acts through the handle 22 and the opposite notch 46 acts on one of the lever arm members 48 by also acting on the piezoelectric element 26 and the Another lever arm element 48. The piezoelectric element is also pressurized in this direction of rotation and generates a voltage. Thus, a voltage is generated in the ratchet tool 10 in both directions of rotation by means of a single piezoelectric element 26. This voltage is also used in one embodiment to determine the torque. For this purpose, a signal processing 39 is included in the ratchet tool 10.

25 L'alimentation électrique grâce un ou plusieurs éléments piézoélectriques 26, 28 et au choix également grâce à une cellule solaire supplémentaire 30 rend superflu l'emploi de piles ou d'accumulateurs coûteux. L'utilisateur dispose d'un outil à cliquet 10 à alimentation électrique gratuite. En outre, tous les composants de génération de tension, 30 de mesure du couple de rotation et d'affichage du couple de rotation sont disposés dans la zone de la poignée. Par rapport à d'autres cliquets connus, on peut se passer de composants mécaniques ou électriques supplémentaires aussi bien sur la tête d'outil 14 que sur le bras de levier 12. Lors de la fabrication de l'outil à cliquet 10, on peut utiliser ainsi la tête d'outil et le 35 bras de levier de cliquets connus qui sont simples, robustes, et ne nécessitent aucun entretien. 2908341 - 10 - Les signes de références numériques suivants se retrouvent sur les dessins annexés : 10 5 12 14 16 18 20 10 22 24 26 28 30 15 32 34 36 38 39 20 40 42 44 46 48 Outil à cliquet Bras de levier Tête d'outil Porte-outils Cliquet Inverseur Poignée Évidement Élément piézoélectrique Élément piézoélectrique Cellule solaire Accumulateur d'énergie Convertisseur de tension Jauge d'extensométrie Unité de traitement Traitement de signaux Dispositif d'affichage Dispositif de transmission Creux Échancrure Élément de bras de levier 25 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour 30 autant du domaine de protection de l'invention.The power supply by means of one or more piezoelectric elements 26, 28 and optionally also by means of an additional solar cell 30 makes the use of expensive batteries or accumulators superfluous. The user has a ratchet tool 10 with free power supply. In addition, all of the voltage generating, torque measuring, and torque display components are disposed in the area of the handle. Compared to other known pawls, additional mechanical or electrical components can be dispensed with both on the tool head 14 and on the lever arm 12. In the production of the ratchet tool 10, it is possible to thus utilize the known ratchet tool head and lever arm which are simple, robust, and maintenance free. 2908341 - 10 - The following numerical symbols appear in the accompanying drawings: 10 5 12 14 16 18 20 10 22 24 26 28 30 15 32 34 36 38 39 20 40 42 44 46 48 Ratchet Tool Lever Arm Head Tool Holder Ratchet Inverter Handle Recess Piezoelectric element Piezoelectric element Solar cell Energy accumulator Voltage converter Strain gauge Treatment unit Signal processing Display device Transmission device Hollow Notch Lever arm element 25 Of course, the invention is not limited to the embodiments described and shown in the accompanying drawings. Modifications are possible, in particular from the point of view of the constitution of the various elements or by substitution of technical equivalents, without departing as far as the field of protection of the invention.

Claims

1. Ratchet tool (10) for tightening screws and / or nuts, consisting of (a) a lever arm (12) for transmitting a torque, (b) a ratchet head tool (14) provided at one of the ends of the lever arm (12) and provided with a pawl (18) and a bit holder (16), (c) a handle (22) lying at the other end of the lever arm (12), characterized in that (d) a piezoelectric element (26) is disposed in the handle (22) or in the region thereof, the piezoelectric element (26) generating, upon actuation of the ratchet tool (10), a sensibly attachable voltage.

2. Ratchet tool (10) for tightening screws and / or nuts according to claim 1, characterized by an extensometry gauge (36) for generating an electrical signal corresponding to the rotational torque, the power supply the strain gauge (36) being formed by the piezoelectric element (26).

Ratchet tool for tightening screws and / or nuts according to one of claims 1 or 2, characterized by a signal processing (39) for determining the rotational torque from the voltage generated by the piezoelectric element (26).

Ratchet tool for tightening screws and / or nuts according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a display device (40) is provided to represent the rotational torque.

Ratchet tool for tightening screws and / or nuts according to one of Claims 1 to 4, characterized by at least two piezoelectric elements (26, 28), the first piezoelectric element (26) being provided for the rotation to the right and the second piezoelectric element (28) being provided for the rotation to the left of the ratchet tool (10).

6. ratchet tool for tightening screws and / or nuts according to any one of claims 1 to 4, characterized in that, for gripping 2908341 - 12 - the rotations to the left and to the right, the piezoelectric element (26) is disposed in a slot-shaped recess (44) in the region of the handle (22).

A ratchet tool for tightening screws and / or nuts according to any one of claims 1 to 6, characterized by an energy accumulator (32) for storing the electrical energy generated by the element piezoelectric (26, 28).

Ratchet tool for tightening screws and / or nuts according to one of claims 1 to 7, characterized by a voltage converter (34) and / or voltage transformer.

Ratchet tool for tightening screws and / or nuts according to any one of claims 1 to 8, characterized by a transmission device (42) for transmitting the rotational torques entered to an external processing unit. . 15

Ratchet tool for tightening screws and / or nuts according to one of claims 1 to 9, characterized by a solar cell (30) serving as an additional power supply.