IT201800006565A1 - Dispositivo elettronico per la rilevazione e la visualizzazione della coppia torsiometrica istantanea applicata mediante qualsiasi utensile - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Campo dela tecnica: utensili manuali

Stato dela tecnica:

Nel’ambito del’utensileria meccanica manuale le chiavi torsiometriche sono utensili impiegati per applicare una specifica coppia torsiometrica ad un elemento di fissaggio.

U na chiave torsiometrica manuale è utilizzabile per coppie comprese in un intervalo di alcune decine di Nm, specifico di ogni chiave; è costituita da un corpo metalico tubolare ale cui estremità sono situati, rispettivamente, un’impugnatura e l’attacco per adattatori di vario tipo e misura. Durante il serraggio, al raggiungimento del valore di coppia selezionato, la chiave torsiometrica produrrà un avviso sonoro, luminoso o tattile, o una combinazione di questi; ove ne siano dotate le chiavi torsiometriche mostrano su un display digitale il valore istantaneo di coppia applicata.

Di seguito un elenco non esaustivo dei limiti che le chiavi torsiometriche esistenti presentano.

Dovendo resistere ale solecitazioni meccaniche corrispondenti al’estremo superiore del’intervalo di impiego, una chiave torsiometrica risulta ovviamente sovradimensionata con riferimento al’estremo inferiore di detto intervalo.

L’ ampiezza di poche decine di Nm del’intervalo di impiego di una chiave torsiometrica, non soddisfa le esigenze di una qualunque officina meccanica automobilistica, dove è frequentemente necessario applicare coppie comprese tra 10 a circa 350 Nm; e dove, pertanto, sono necessarie almeno due diverse chiavi torsiometriche.

La forma e le dimensioni dele chiavi torsiometriche esistenti sono spesso incompatibili con gli angusti spazi di manovra, quali il vano motore di un’automobile.

Le chiavi torsiometriche a scatto non forniscono indicazioni sul valore di coppia istantaneo ma producono solo il suono di uno scatto metalico al raggiungimento dela coppia selezionata. Inoltre, un ambiente rumoroso potrebbe nascondere lo scatto metalico, con potenziale rischio di eccessiva solecitazione meccanica del’elemento di fissaggio. L’inconveniente non si presenta nel caso di chiavi dinamometriche elettroniche, a condizione che gli avvisi siano sicuramente percepibili o che lo schermo digitale sia sempre visibile da parte del’utilizzatore.

Il meccanismo interno di una chiave torsiometrica non consente di applicare coppie il cui valore ecceda l’estremo superiore del’intervalo di utilizzazione; di conseguenza l’unico effetto del’applicazione di una prolunga è la riduzione delo sforzo del’operatore.

E’ raccomandato che quando una chiave torsiometrica meccanica non è in uso sia rimossa la tensione sula mola interna

Le procedure di taratura sono complesse e possono richiedere attrezzature costose.

Scopo primario del’invenzione è di fornire una capacità torsiometrica a quela grande varietà di utensili di elezione, preposti al serraggio di elementi di fissaggio, mediante un unico dispositivo che, temporaneamente vincolato come accessorio ad uno qualsiasi di detti utensili, ne misuri la coppia torsiometrica applicata e di questa indichi il valore su un display digitale.

Altro scopo del’invenzione è di calcolare le coppie torsiometriche applicate attraverso la misura diretta di entrambe le componenti: la forza ed il suo braccio.

Altro scopo del’invenzione è la versatilità del sistema di accoppiamento che ne permette l’agevole vincolo sia a una piccola chiave inglese che a una leva di alcuni metri.

Altro scopo del’invenzione sono le dimensioni estremamente contenute del dispositivo che, non alterando sensibilmente l’ingombro complessivo del’utensile cui è accoppiato, non ne preclude l’impiego in spazi ristretti,

Altro scopo del’invenzione è di permettere un controlo continuo dela coppia torsiometrica istantanea mediante uno schermo digitale che può essere sempre tenuto in vista del’utilizzatore in quanto non rigidamente vincolato al’utensile.

Altro scopo del’invenzione è la realizzazione di uno strumento misuratore di coppia i cui costi di produzione e di trasporto siano sensibilmente inferiori rispetto a ciò che ad oggi offre il mercato.

Altro scopo del’invenzione è la semplicità dele procedure di taratura che non richiedono strumentazione particolare o competenze specifiche.

Tutti questi scopi ed altri che risulteranno dala descrizione che segue sono raggiunti, secondo l’invenzione, con un dispositivo con le caratteristiche indicate nele rivendicazioni.

La presente invenzione viene di seguito ulteriormente chiarita, in una sua preferita forma di pratica realizzazione riportata a scopo puramente esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni alegati, i quali non comprendono gli elementi del dispositivo la cui descrizione testuale ne rende superflua la rappresentazione grafica:

la figura 1 mostra un esploso del’unità sensibile del dispositivo secondo l’invenzione,

la figura 2 ne mostra una vista laterale secondo un asse longitudinale

la figura 3 ne mostra una vista laterale ortogonale ala precedente.

Il dispositivo è composto da un’unità sensibile, da un sistema di attacco rapido e da un’unità di elaborazione e controlo. L’unità sensibile è unita al’utensile mediante il sistema di attacco rapido; comprende due sensori per rilevare l’intensità dela forza e la misura del suo braccio; i segnali generati dai sensori sono inviati al’unità di elaborazione che a sua volta li visualizza su uno schermo digitale. U na batteria garantisce l’alimentazione elettrica a tutti i componenti elettronici.

L’unità sensibile comprende due lastrine 1, 2 le cui facce sono mantenute paralele da pistoncini 3, situati agli angoli dela lastrina 1, che scorrono in cilindretti 4 situati agli angoli dela lastrina 2 opposta; di conseguenza gli unici movimenti relativi dele due lastrine sono ortogonali ale loro facce; la lastrina 1 è il componente sul quale l’operatore applica la forza, la lastrina 2 supporta il sistema di attacco rapido; tra le due lastrine, avvitata ala lastrina 2, è situata una cela di carico, in posizione tale che l’unico punto di contatto tra le cela di carico e la lastrina 1 sia in corrispondenza del punto centrale di detta lastrina.

L e dimensioni dele lastrine devono garantire che la forza applicata ala lastrina 1 sia totalmente trasferita ala lastrina 2 esclusivamente attraverso la cela di carico.

Fermi meccanici limitano tra due posizioni definite il movimento relativo dele lastrine; un blocco meccanico evita inutili solecitazioni dela cela di carico quando il dispositivo non è in uso.

Sula faccia esterna dela lastrina 1 è fissato il contenitore di un flessometro. U n sensore ottico ne legge l’estensione del nastro per misurare la lunghezza del braccio, cioè la distanza tra il centro dela lastrina 1 e l’asse di rotazione del’elemento di fissaggio.

Il sistema di attacco rapido consente di accoppiare rigidamente l’unità sensibile al’utensile da impiegare in modo che la forza applicata agisca esclusivamente nel serraggio del’elemento di fissaggio; e comprende:

-una pinza a mola 5 in acciaio armonico,

-un supporto metalico 6

-due guide di scorrimento 7 avvitate ala faccia esterna dela lastrina 2

La pinza 5 presenta una sezione trasversale ad U ; le estremità dela U sono ravvicinate presentano una leggera curvatura verso l’esterno dei due bordi che facilita il corretto inserimento nela pinza del’utensile da impiegare, così da ottenere un accoppiamento rigido e stabile. La pinza a mola è fissata con viti al supporto metalico, costituito da una barretta 6 dritta e piatta; questa viene fatta scorrere tra le due guide in modo che la pinza a mola si trovi centrata sula lastrina 2. La funzione dele guide è di rendere più rapido l’accoppiamento del dispositivo con gli utensili qualora siano disponibili più pinze a mola e più supporti.

Unità di elaborazione e controlo

La cela di carico ed il sensore ottico sono colegati mediante un unico cavo multipolare ad una scheda elettronica posta al’interno di un contenitore paralelepipedo, dove è situata anche la batteria per l’alimentazione di tutti i componenti elettronici. La scheda elettronica, con i suoi componenti, gestisce l’alimentazione dei sensori, elabora i segnali che da questi riceve, invia i segnali elaborati al’adiacente schermo digitale; una pulsantiera vicina al display permette l’inserimento di dati e la scelta dele unità di misura. La lunghezza del citato cavo multipolare permette di colocare il contenitore in posizione tale che lo schermo possa sempre essere tenuto in vista dal’utilizzatore.

Il display digitale mostra:

il braccio dela forza, il cui valore può provenire dal’unità di elaborazione elettronica o essere inserito manualmente dal’utente

la forza istantanea applicata dal’utente e rilevata del’elemento sensibile

la coppia torsiometrica calcolata moltiplicando tra di loro i suddetti valori di forza e braccio

la coppia torsiometrica da applicare, impostata dal’utente

la forza da esercitare, in funzione del valore di braccio e di coppia impostati.

Oltre a queste indicazioni basiche, altre informazioni possono essere ottenute da una ulteriore combinazione dei dati.

Claims (4)

1. RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo che comprende almeno un display digitale sul quale sia mostrato il valore di una coppia prodotta da una forza, caratterizzato: da almeno un sensore di intensità di forza, da almeno un sottosistema per la misura del’effettivo braccio di detta forza, qualunque sia il suo punto di applicazione o il centro di rotazione da almeno un’unità di elaborazione elettronica che riceva le informazioni provenienti da detto sensore e da detto sottosistema, che calcoli la coppia risultante e che ne mostri il valore su detto display digitale, da almeno un’unità di input che consenta al’operatore l’inserimento di valori noti e la selezione dele unità di misura.
2. 2) Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal’essere detto schermo digitale non rigidamente vincolato a detto dispositivo.
3. 3) Dispositivo secondo una o più dele rivendicazioni che precedono caratterizzato da un sistema di vincolo che ne consenta l’accoppiamento rigido ad un utensile per il serraggio in una posizione tale che la forza agente sul dispositivo sia trasferita al’utensile esclusivamente attraverso detto sensore elettronico di forza.
4. 4) Dispositivo secondo una o più dele rivendicazioni che precedono il cui sistema di vincolo è caratterizzato da almeno una pinza a mola in grado unire efficacemente detto dispositivo e detto utensile; 5) Dispositivo secondo una o più dele rivendicazioni che precedono il cui sistema di vincolo è caratterizzato dala possibilità di scegliere la pinza a mola che meglio si adatta ala dimensione del’impugnatura del’utensile 6) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 la cui unità di elaborazione elettronica è caratterizzata da una porta di comunicazione per aggiornamenti del sistema e per la taratura dei componenti elettronici.