PL114923B2 - Spanner for tightening screw joints with plastic straintorque indicating facilities - Google Patents

Spanner for tightening screw joints with plastic straintorque indicating facilities Download PDF

Info

Publication number
PL114923B2
PL114923B2 PL21527779A PL21527779A PL114923B2 PL 114923 B2 PL114923 B2 PL 114923B2 PL 21527779 A PL21527779 A PL 21527779A PL 21527779 A PL21527779 A PL 21527779A PL 114923 B2 PL114923 B2 PL 114923B2
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
key
pko
shaft
converter
torque
Prior art date
Application number
PL21527779A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL215277A2 (en
Inventor
Jerzy A Nowakowski
Romuald Sokolowski
Original Assignee
Politechnika Bialostocka
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Bialostocka filed Critical Politechnika Bialostocka
Priority to PL21527779A priority Critical patent/PL114923B2/en
Publication of PL215277A2 publication Critical patent/PL215277A2/xx
Publication of PL114923B2 publication Critical patent/PL114923B2/en

Links

Landscapes

  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest klucz do napinania zlacz srubowych z sygnalizacja wystapienia momentu odksztalcen plastycznych.Znane narzedzia do napinania zlacz srubowych zaopatrzone sa zwykle we wskazniki rozwijanego momentu badz w urzadzenia do ograniczania jego wartosci i w zwiazku z tym nie pozwalaja uchwycic momentu wystapienia odksztalcen plastycznych w zlaczu srubowym. Jako zabezpieczenieprzed przekrocze¬ niem teoretycznie okreslonego momentu napinania stosowane sa znane z polskich opisów patentowych m. innymi nr. 59354,84741,879S3,92720,97611, róznego rodzaju sprzegla przeciazeniowe oraz klucze dynamo¬ metryczne. Bezposrednim wynikiem przekroczenia granicy plastycznoscijest wystepowanie plyniecia mate¬ rialu sruby, co moze spowodowacjej zerwanie, klucz bedacy przedmiotem wynalazku umozliwia uchwycenie momentu dokrecania, w którym nastepuje zapoczatkowanie odksztalcen plastycznych w zlaczu srubowym.Istota wynalazku jest zastosowanie w trzonie klucza mechanizmu napinania skladajacego siez ustalacza umieszczonego w wydrazeniu trzpienia z którym polaczony jest przy pomocy wielowypustu i dociskany do sruby zlacza sprezyna. Na koncu trzpienia osadzonejest pierscieniowe pokretlo zespolone zruchoma czescia przetwornika przemieszczajacego sie wzgledem nieruchomych cewek. Moment wystapienia odksztalcen plastycznych jest sygnalizowany przez tensometry umiejscowione w sprezystej tuleji polaczonej wielowypu- stowo z trzonem klucza oraz ramieniem klucza. Uzyskany sygnaljest nastepnie przetwarzany w ukladzie elektronicznym i wykazywany na wyskalowanym wskazniku oraz lampka swietlna.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wykonania na zalaczonych rysunkach na których fig. 1 przedstawia przekrój klucza po linii A—A, fig. 2 — widok klucza z góry oraz fig. 3 — schemat blokowy ukladu elektronicznego. W trzonie 1 klucza miesci sie dociskany sprezyna 2 ustalacz 3 ze stozkowa koncówka o przekroju krzyzowym wchodzacaw odpowiadajacejej gniazdo w zakonczeniu sruby 4. Ustalacz 3 laczy sie wielowypustem z trzpieniem 3, na którego koncu osadzonejest pierscieniowe pokretlo (zespolone z ruchoma czescia przetwornika pomiaru kata obrotu nakretki 7. Po nasadzeniu klucza na nakretke t koncówka ustalacza 3 zaskakuje w gniazdo sruby 4, powodujac jej sprezenie z pokretlem 6. Przed dociaga¬ niem nakretki pokretlo 6, ustawia sie tak, by wytrasowany na nim wskaznik znalazl sie naprzeciw zerowego wskaznika skali katowej naniesionej na górnym obrzezu trzonu klucza 1 a nastepnie blokuje sie go nakretka kontrujaca 9. Podczasdociagania nakretki 8, wskaznik na pokretle 6 okresla katjej obrotu wzgledem sruby 4, tj. kat okreslajacy sile napinajaca, a przemieszczanie sie ruchomej czesci przetwornika katowego 7wzgledem nieruchomych cewek 10 obsadzonych w trzonie klucza 1 wytwarza sygnal elektryczny proporcjonalny do2 114923 kata obrotu. Moment napinajacy zlacze przekazywany jest na nakretke za posrednictwem wymiennej nasadki 11, obsadzonej w szesciokatnym gniezdzie w dolnej czesci trzonu klucza 1. Dolna czesc trzonu klucza 1 polaczona jest za posrednictwem wielowypustu ze sprezysta tuleja 12. Na wewnetrznej powierzchni tej tulei naklejone sa w ukladzie mostkowym tensometry 13 bedace zródlem sygnalu elektrycznego proporcjonalnego do momentu napinania. Górna czesc sprezystej tulei 12 obsadzona jest za posrednictwem wielowypustu w ramieniu klucza 14. Na ramieniu klucza umieszczony jest wskazówkowy wskaznik momentu napinania 15 oraz lampka 16 sygnalizujaca moment przekroczenia granicy plastycznosci.Uklad elektroniczny zabudowany jest w rurowej czesci ramienia klucza 14, a baterie zasilajace umie¬ szczone sa w rekojesci 17.Uklad elektroniczny zawiera generator G zasilajacy napieciem o czestotliwosci akustycznej przetworniki kata obrotu PKO i momentu dokrecajacego PM, wzmacniacze Wl, W2 i detektory Dl, D2 przetwarzajace sygnaly z przetworników PKO i PM na sygnaly stalopradowe, blok ilorazowy I, na wyjsciu którego otrzymujemy sygnal proporcjonalny do stosunku a/M, przekaznik elektroniczny PE, kondensator C i blok porównujacy K sprawdzajacy stalosc wartosci stosunku a/M powyzej okreslonej wartosci momentu dokre¬ cajacego, element sygnalizacyjny L, miernik MW uzyskujacy wartosc momentu dokrecajacego oraz zasilacz Z.Linia ciagla oznaczono (fig. 3) polaczenie przetworników PKO i PM z generatorem G oraz droga sygnalów pomiedzy blokami ukladu, linia przerywana sposób zasilania bloków z zasilacza Z.Dzialanie ukladu elektronicznego przejawia sie nastepujaco. Wystepujace podczas napinania zlacza sygnaly z przetworników PKO iPM po przetworzeniu we wzmacniaczach Wl, W2 i detektorach Dl, D2 podawane sa na wejscia bloku ilorazowego I. Sygnal z wyjscia detektora D2 odpowiadajacy wartosci momentu odkrecajacego podawany jest takze na wejscie przekaznika elektronicznego PE i na miernik MW.Sygnal wyjsciowy bloku ilorazowego I podawany jest bezposrednio na wejscie odwracajace (-) bloku porównujacego K oraz na jego wejscie nieodwracajace (+) z przylaczonym kondensatorem C poprzez czlon wykonawczy przekaznika elektronicznego PE.Sygnal wyjsciowy bloku ilorazowego I podczas napinania zlacza ma stala wartosc w liniowym zakresie charakterystyki a=f(M) tnz. w zakresie odksztalcen sprezystych zlacza. Przekaznik elektroniczny PE rozwiera wejscia bloku porównujacego K przy okreslonej wartosci momentu obrotowego dobranej tak, aby rozlaczenie nastapilo w zakresie wystepowania odksztalcen sprezystych. Kondensator C utrzymuje na wejsciu nieodwracajacym (+) bloku porównujsacego K napiecie odpowiadajace stosunkowi a/M dla odksz¬ talcen sprezystych. Róznica napiec miedzy wejsciami bloku porównujacego K powodujaca jego wysterowa¬ nie i zadzialanie elementu sygnalizacji L moze wystapic po zmianie napiecia wyjsciowego bloku ilorazowego doprowadzonego do wejscia odwracajacego (-). Taka sytuacja zaistnieje jedynie po wyjsciu z liniowego zakresu charakterystyki a=f(M) tnz. po przekroczeniu granicy plastycznosci. Ze wzgledu na znaczna czulosc bloku porównujacego K przekroczenie to bedzie minimalne i nie spowoduje zerwania zlacza.Zastrzezenia patentowe 1. Klucz do napinania zlacz srubowych z sygnalizacja wystapienia momentu odksztalcen plastycznych wyposazony w trzon z rekojescia oraz wymienne nasadki, znamienny tym, ze wtrzonie (1) klucza wbudowany jest przetwornik kata obrotu (PKO), w ramieniu klucza (14) polaczonym z trzonem (1) poprzez przetwornik momentu (PM) — uklad elektroniczny, a w rekojesci (17) baterie zasilajace. 2. Klucz wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze przetwornik obrotu (PKO) zbudowanyjest ztrzpienia (5) z wydrazeniem w którym znajduje sie ustalacz (3) dociskany sprezyna (2) i zakonczony stozkowa koncówka krzyzowa, a trzpien (5) jest zespolony zpierscieniowym pokretlem (6) wykonanym z materialu paramagnety¬ cznego z wkladka (7) wspólpracujaca bezstykowo z trzema cewkami (10) osadzonymi w trzonie klucza (1)na którego obwodzie wielowypustowo osadzony jest przetwornik momentu (PM) zbudowany z tulei sprezystej (12), w wybraniu której umieszczone sa tensometry (13). 3. Klucz wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze uklad elektroniczny zbudowany jest z przetwornika momentu (PM) i przetwornika przemieszczen katowych (PKO) przylaczonych poprzez wzmacniacze (Wl) i (W2) oraz detektory (Dl i D2) do wejsc ukladu ilorazowego (I), którego wyjscie przylaczonejest do wejscia odwracajacego (-) ukladu porównujacego (K) bezposrednio, zas do wejscia nieodwracajacego (+) ukladu porównujacego (K) poprzez zestyk przekaznika elektronicznego (PE) zwarty dla malych wartosci momentu napinajacego.114923 A-A U 2 tl PKO ph W1 L-T- TTr I OC J / 1 vv; | lp2 ¦ L~i ' TIJ 5kHzI ~ " ~Lc "TT ha PE HW Ul PLThe subject of the invention is a key for tightening screw joints with signaling the occurrence of a moment of plastic deformation. Known tools for tightening screw joints are usually equipped with indicators of developed torque or devices for limiting its value and therefore do not allow to capture the moment of plastic deformation occurrence in the screw joint. As a protection against exceeding the theoretically defined tightening moment, the known from Polish patent descriptions, e.g. 59354,84741,879S3,92720,97611, various types of overload couplings and torque wrenches. The direct result of exceeding the yield point is the occurrence of a flow of the bolt material, which may cause it to break, the wrench being the subject of the invention makes it possible to capture the tightening moment in which plastic deformation begins in the bolt joint. The essence of the invention is the use of a tensioning mechanism in the shaft of the locking key. the expression of the pin with which it is connected by means of a spline and a spring is pressed against the bolt. At the end of the spindle, there is a ring-shaped knob that locks the part of the transducer that moves in relation to the stationary coils. The moment of occurrence of plastic deformation is signaled by strain gauges located in an elastic sleeve connected in many ways with the key shaft and the key arm. The signal obtained is then processed in an electronic system and displayed on a scaled indicator and a light lamp. The subject of the invention is illustrated in the embodiment example in the attached drawings in which Fig. 1 shows a cross-section of the key along the line A-A, Fig. 2 - top view of the key and 3 - block diagram of the electronic system. In the shank 1 of the key there is a pressed spring 2 retainer 3 with a conical tip with a cross section entering the corresponding socket at the end of the screw 4. The retainer 3 is connected by a spline with the spindle 3, at the end of which a ring knob (integrated with the movable part of the converter measuring the angle of rotation of the nut) 7. After placing the key on the nut, the end of the retainer 3 snaps into the seat of the bolt 4, causing it to compress with the knob 6. Before tightening the nut, knob 6 is set so that the index marked on it is aligned with the zero index of the angle scale marked on the upper edge of the shank of the key 1 and then it is blocked by the lock nut 9. When pulling the nut 8, the pointer on the knob 6 determines the angle of rotation with respect to the bolt 4, i.e. the angle determining the tensile force, and the movement of the moving part of the angular converter 7 with respect to the stationary coils 10 mounted in the shaft key 1 produces a proportional electric signal y to2 114 923 rotation angle. The tightening torque of the joint is transmitted to the nut via a replaceable socket 11, mounted in a hexagonal socket in the lower part of the wrench shaft 1. The lower part of the wrench shaft 1 is connected via a spline with an elastic sleeve 12. The strain gauges are glued on the inner surface of this sleeve in a bridge system. 13 being the source of an electrical signal proportional to the charging torque. The upper part of the resilient sleeve 12 is seated by a spline in the wrench arm 14. On the wrench arm there is a pointer indicator of the tightening torque 15 and a lamp 16 signaling the moment of exceeding the yield point. The electronic circuit is built into the tubular part of the wrench arm 14, and the power supply batteries are placed They are designed in the handle 17. The electronic system includes a G generator which supplies voltage with acoustic frequency transducers of the angle of rotation PKO and torque PM, amplifiers Wl, W2 and detectors Dl, D2 processing signals from the converters PKO and PM into DC signals, the ratio block I, on from the output which we get a signal proportional to the a / M ratio, an electronic relay PE, a capacitor C and a K comparator that checks the stability of the a / M ratio above a specific value of the tightening torque, a signaling element L, a MW meter obtaining a tightening torque and a power supply Z. The continuous line is marked (f ig. 3) connection of the PKO and PM converters with the G generator and the signal path between the system blocks, dashed line - the way of supplying the blocks from the power supply Z. The operation of the electronic system is manifested as follows. The signals from the PKO iPM converters, which are processed in the amplifiers Wl, W2 and detectors Dl, D2, occurring during the tensioning of the connector, are sent to the inputs of the quotient block I. The signal from the output of the detector D2, corresponding to the value of the unscrewing torque, is also fed to the input of the electronic relay PE and the MW meter The output signal of the quotient block I is fed directly to the inverting input (-) of the comparing block K and its non-inverting input (+) with the capacitor C connected through the actuator of the electronic relay PE. The output signal of the quotient block I has a constant value in the linear characteristic range a = f (M) tnz. in terms of deformation of elastic joints. The electronic relay PE breaks the inputs of the comparing block K at a specific value of the torque selected so that the disconnection occurs within the range of occurrence of elastic deformations. The capacitor C maintains at the non-inverting input (+) of the comparing block K a voltage corresponding to the ratio a / M for the elastic deformation. The voltage difference between the inputs of the comparing block K, which causes its activation and the activation of the signaling element L, may occur after the change of the output voltage of the quotient block connected to the inverting input (-). Such a situation will arise only after leaving the linear range of the characteristic a = f (M) tnz. after exceeding the yield point. Due to the significant sensitivity of the K comparing block, this excess will be minimal and will not break the joint. Patent claims 1. Wrench for tightening screw joints with signaling of the moment of plastic deformation, equipped with a shaft with a handle and replaceable caps, characterized by the fact that the cavity (1) the key has a built-in angle of rotation converter (PKO), in the arm of the key (14) connected with the shaft (1) through a torque converter (PM) - the electronic system, and in the handle (17) power supply batteries. 2. The key according to claim 1, characterized in that the rotation transducer (PKO) consists of a pin (5) with a hollow in which there is a retainer (3) pressed by a spring (2) and a conical cross tip, and the spindle (5) is combined with a ring-shaped knob (6) made of a paramagnetic material with an insert (7) working contactlessly with three coils (10) embedded in the shaft of the key (1), on the circumference of which a torque converter (PM) is mounted, made of an elastic sleeve (12), in the opening of which strain gauges are placed (13). 3. The key according to claim 1, characterized in that the electronic system consists of a torque converter (PM) and an angular displacement converter (PKO) connected through amplifiers (Wl) and (W2) and detectors (Dl and D2) to the inputs of the quotient circuit (I) whose output it is connected to the input of the inverting (-) comparator (K) directly, and to the input of the non-inverting (+) comparator (K) through an electronic relay contact (PE) shorted for small torque values. 114923 AA U 2 TL PKO ph W1 LT- TTr I OC J / 1 vv; | lp2 ¦ L ~ i 'TIJ 5kHzI ~ "~ Lc" TT ha PE HW Ul PL

Claims (3)

Zastrzezenia patentowe 1. Klucz do napinania zlacz srubowych z sygnalizacja wystapienia momentu odksztalcen plastycznych wyposazony w trzon z rekojescia oraz wymienne nasadki, znamienny tym, ze wtrzonie (1) klucza wbudowany jest przetwornik kata obrotu (PKO), w ramieniu klucza (14) polaczonym z trzonem (1) poprzez przetwornik momentu (PM) — uklad elektroniczny, a w rekojesci (17) baterie zasilajace.Claims 1. Wrench for tightening screw joints with signaling the occurrence of the moment of plastic deformation, equipped with a shaft with a handle and replaceable caps, characterized by the fact that the shaft (1) of the key is embedded with an angle of rotation converter (PKO), in the arm of the key (14) connected to the stem (1) through the torque converter (PM) - electronic system, and in the handle (17) power supply batteries. 2. Klucz wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze przetwornik obrotu (PKO) zbudowanyjest ztrzpienia (5) z wydrazeniem w którym znajduje sie ustalacz (3) dociskany sprezyna (2) i zakonczony stozkowa koncówka krzyzowa, a trzpien (5) jest zespolony zpierscieniowym pokretlem (6) wykonanym z materialu paramagnety¬ cznego z wkladka (7) wspólpracujaca bezstykowo z trzema cewkami (10) osadzonymi w trzonie klucza (1)na którego obwodzie wielowypustowo osadzony jest przetwornik momentu (PM) zbudowany z tulei sprezystej (12), w wybraniu której umieszczone sa tensometry (13).2. The key according to claim 1, characterized in that the rotation transducer (PKO) consists of a pin (5) with a hollow in which there is a retainer (3) pressed by a spring (2) and a conical cross tip, and the spindle (5) is combined with a ring-shaped knob (6) made of a paramagnetic material with an insert (7) working contactlessly with three coils (10) embedded in the shaft of the key (1), on the circumference of which a torque converter (PM) is mounted, made of an elastic sleeve (12), in the opening of which strain gauges are placed (13). 3. Klucz wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze uklad elektroniczny zbudowany jest z przetwornika momentu (PM) i przetwornika przemieszczen katowych (PKO) przylaczonych poprzez wzmacniacze (Wl) i (W2) oraz detektory (Dl i D2) do wejsc ukladu ilorazowego (I), którego wyjscie przylaczonejest do wejscia odwracajacego (-) ukladu porównujacego (K) bezposrednio, zas do wejscia nieodwracajacego (+) ukladu porównujacego (K) poprzez zestyk przekaznika elektronicznego (PE) zwarty dla malych wartosci momentu napinajacego.114923 A-A U 2 tl PKO ph W1 L-T- TTr I OC J / 1 vv; | lp2 ¦ L~i ' TIJ 5kHzI ~ " ~Lc "TT ha PE HW Ul PL3. The key according to claim 1, characterized in that the electronic system consists of a torque converter (PM) and an angular displacement converter (PKO) connected through amplifiers (Wl) and (W2) and detectors (Dl and D2) to the inputs of the quotient circuit (I) whose output it is connected to the input of the inverting (-) comparator (K) directly, and to the input of the non-inverting (+) comparator (K) through an electronic relay contact (PE) shorted for small torque values. 114923 AA U 2 TL PKO ph W1 LT- TTr I OC J / 1 vv; | lp2 ¦ L ~ i 'TIJ 5kHzI ~ "~ Lc" TT ha PE HW Ul PL
PL21527779A 1979-04-27 1979-04-27 Spanner for tightening screw joints with plastic straintorque indicating facilities PL114923B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL21527779A PL114923B2 (en) 1979-04-27 1979-04-27 Spanner for tightening screw joints with plastic straintorque indicating facilities

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL21527779A PL114923B2 (en) 1979-04-27 1979-04-27 Spanner for tightening screw joints with plastic straintorque indicating facilities

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL215277A2 PL215277A2 (en) 1980-03-24
PL114923B2 true PL114923B2 (en) 1981-03-31

Family

ID=19996013

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL21527779A PL114923B2 (en) 1979-04-27 1979-04-27 Spanner for tightening screw joints with plastic straintorque indicating facilities

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL114923B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL215277A2 (en) 1980-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2182515C (en) Torque-angle wrench
EP2168726B1 (en) Torque wrench
FR2568010B1 (en) ELECTRONIC DYNAMOMETRIC KEY
US20030196497A1 (en) Torque measuring device
EP0947801A3 (en) Micrometer
US6196071B1 (en) Torque indicator socket
CN111360741B (en) Multifunctional precise numerical control electric screw driver and application method thereof
EP0356636A3 (en) Pulling force measuring device for tool-clamping devices
PL114923B2 (en) Spanner for tightening screw joints with plastic straintorque indicating facilities
WO2019077314A1 (en) Load indicating fastener
US3403551A (en) Torque wrenches
CN103963000B (en) A kind of mechanical trip formula torque-indicating wrench
CN207814149U (en) A kind of dynamometry bolt and the rotor magnetic pole connection structure using the bolt
CA2159303C (en) Load cell mounting
SU580467A1 (en) Device for determining tightening force of thread connection
JPS6215083A (en) Device for adjusting and monitoring fastening torque of screwing fixing element
GB2470228A (en) Electronic Torque Wrench with Click Mechanism
CA2161719C (en) Measuring pin for switching forces
JP2574441Y2 (en) Elongation measuring device for fastening bolt
JPH0545239A (en) Over-load preventive device for magneto-strictive torque sensor
JP2002122406A (en) Centering jig of coupling
RU2126954C1 (en) Strain-gauge displacement transducer
KR0126861B1 (en) The jig for measuring elasticity of a ring
CN220313198U (en) Digital display mechanical torque wrench with communication function
WO2010055386A9 (en) Improved device with replaceable elements for calibrating screwers