DE20100472U1

DE20100472U1 - Torque wrench with display device

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Publication number: DE20100472U1
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Priority date: 2001-01-11
Filing date: 2001-01-11
Publication date: 2001-03-15
Anticipated expiration: 2011-01-12

Description

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8176 Ill/Br.8176 Ill/Br.

&iacgr;&ogr; Chih-Ching HSIEH&iacgr;&ogr; Chih-Ching HSIEH

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Fong Yuan City, Taichung Hsien,Fong Yuan City, Taichung Hsien,

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Drehmomentschlüssel mit AnzeigeeinrichtungTorque wrench with display device

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Schraubenschlüssel und im besonderen auf Drehmomentschlüssel mit Anzeigevorrichtung.The present invention relates generally to wrenches and, more particularly, to torque wrenches with indicators.

Eine Vielzahl von Schraubenschlüsseln sind bekannt für den Einsatz beispielsweise bei der Kraftfahrzeugreparatur und bei Wartungsarbeiten. Beim Einsatz eines Schraubenschlüssels muß die aufgewendete Kraft innerhalb eines kritischen Bereiches gesteuert werden, um zu verhindern, daß ein Unfall eintritt oder das Werkzeug, wie auch Teile des Kraftfahrzeuges, beschädigt werden. Es sind bereits Schraubenschlüssel bekannt, die eine Drehmoment-Anzeigeeinrichtung vom elektronischen Typ aufweisen (siehe Fig. 10) oder eine Drehmoment-Anzeigeeinrichtung vom fotoempfindlichen Widerstandstyp besitzen (siehe Fig. 11). Diese Drehmoment-Anzeigeeinrichtungen sind jedoch üblicherweise schwer und nehmen einen großen Raum innerhalb des Schraubenschlüssels ein. Andererseits sind auch mechanische Drehmoment-Anzeigeeinrichtungen bekannt, welche eine Feder einsetzen, die auf das Drehmoment reagiert. Diese mechanischen Drehmoment-Anzeigeeinrichtungen besitzen jedoch eine relativ geringe Präzision und die Feder nutzt sich beim Einsatz rasch ab.A variety of wrenches are known for use in, for example, automotive repair and maintenance work. When using a wrench, the force applied must be controlled within a critical range to prevent an accident from occurring or damage to the tool or parts of the automotive vehicle. Wrenches are already known which have an electronic type torque indicator (see Fig. 10) or a photosensitive resistance type torque indicator (see Fig. 11). However, these torque indicators are usually heavy and take up a large amount of space within the wrench. On the other hand, mechanical torque indicators are also known which use a spring which reacts to the torque. However, these mechanical torque indicators have relatively low precision and the spring wears out quickly during use.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Es liegt (dementsprechend der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Drehmomentschlüssel mit Anzeigevorrichtung zur Verfügung zu stellen, welcher unter Vermeidung der aufgezeigten Nachteile das aufgewendete Drehmoment während des Einsatzes des Schlüssels mit hoher Präzision wiedergibt. Dabei soll die Drehmoment-Anzeigeeinrichtung ein relativ kleines Volumen des Schlüssels einnehmen und eine sichere Anzeige auc.h nach längerer Einsatzdauer des Schlüssels gewährleisten.The invention aims to remedy this. The aim of the invention is to provide a torque wrench with a display device which, while avoiding the disadvantages outlined, displays the torque applied during use of the wrench with high precision. The torque display device should take up a relatively small volume of the wrench and ensure a reliable display even after the wrench has been in use for a longer period of time.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des &iacgr;&ogr; Hauptanspruches angegebenen Merkmale, wobei hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Drehmomentschlüssels auf die Merkmale der Unteransprüche verwiesen wird.This object is achieved according to the invention by the features specified in the characterizing part of the main claim, wherein reference is made to the features of the subclaims with regard to preferred embodiments of the torque wrench according to the invention.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt die Drehmoment-Anzeigeeinrichtung einen Spannungsmesser, welcher eine Widerstandsänderung beim Einsatz des Schlüssels ausgibt, eine Wheatston'sche Brückenschaltung, die den Ausgang der Veränderung des Widerstandes des Spannungsmessers in einen Spannungsausgang umsetzt, sowie einen Prozessor, der den Spannungsausgang der Wheatston'schen Brückenschaltung in ein digitales Signal umsetzt zur weiteren Ausgabe über eine Ausgabeeinrichtung.According to the present invention, the torque display device comprises a voltmeter which outputs a change in resistance when the wrench is used, a Wheatstone bridge circuit which converts the output of the change in resistance of the voltmeter into a voltage output, and a processor which converts the voltage output of the Wheatstone bridge circuit into a digital signal for further output via an output device.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Drehmomentschlüssels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigen im einzelnen:Further advantages, details and essential features of the invention emerge from the following description of various embodiments of the torque wrench according to the invention with reference to the attached drawings. In detail:

Fig. 1 ein Systemblockschaltbild des Drehmomentschlüssels gemäß derFig. 1 is a system block diagram of the torque wrench according to the

vorliegenden Erfindung,present invention,

Fig. 2 eine schematische Zeichnung zur Analyse der Reaktion des MateriFig. 2 is a schematic drawing for analyzing the reaction of the material

als nachdem eine Last aufgebracht ist,than after a load is applied,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer doppelseitigen Drehmoment-Fig. 3 is a perspective view of a double-sided torque

Anzeigeeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,Display device according to the present invention,

Fig. 4 eine Schnittdarstellung durch einen Drehmomentschlüssel mit einerFig. 4 a sectional view of a torque wrench with a

Drehmomentanzeige gemäß der vorliegenden Erfindung,Torque indicator according to the present invention,

Fig. 5 eine Explosionsdarstellung eines Teils der Anordnung gemäß Fig. 4,Fig. 5 is an exploded view of part of the arrangement according to Fig. 4,

Fig. 6 einen Drehmomentratschenschlüssel gemäß der vorliegenden ErfinFig. 6 a torque ratchet wrench according to the present invention

dung,dung,

&iacgr;&ogr; Fig. 7 einen Stecksockelschlüssel gemäß der vorliegenden Erfindung,Â Fig. 7 shows a socket wrench according to the present invention,

Fig. 8 einen Winkelsteckschlüssel gemäß der vorliegenden Erfindung,Fig. 8 shows an angle socket wrench according to the present invention,

Fig. 9 einen Schraubenschlüssel mit einer Drehmoment-AnzeigeeinrichtungFig. 9 a wrench with a torque indicator

gemäß der vorliegenden Erfindung,according to the present invention,

Fig. 10 einen herkömmlichen Schraubenschlüssel mit einer Drehmoment-Anzeigeeinrichtung vom Elektroniktyp,Fig. 10 shows a conventional wrench with an electronic type torque indicator,

Fig. 11 einen herkömmlichen Schraubenschlüssel mit einer Drehmoment-AnFig. 11 a conventional wrench with a torque

zeigeeinrichtung vom fotoempfindlichen Widerstandstyp,photosensitive resistance type indicating device,

Fig. 12 einen Querschnitt durch den Drehmomentschlüssel gemäß Fig. 4 undFig. 12 a cross section through the torque wrench according to Fig. 4 and

Fig. 13 eine perspektivische Darstellung einer anderen Ausführungsform des Drehmomentschlüssels gemäß der vorliegenden Erfindung.Fig. 13 is a perspective view of another embodiment of the torque wrench according to the present invention.

In Fig. 2 ist S die Bogenlänge, £2 die Einheitslänge der Last und C der Lastpunkt. Nach dem Aufbringen einer Last S > 52 wird eine Ausbiegung erzeugt, wodurch sich der Spannungsmesser deformiert. Das Ausmaß der Deformation wird über eine Wheatston'sche Brückenschaltung verarbeitet und führt zu einem Ausgangssignal. Wenn in einer ähnlichen Weise ein kreisförmiges Objekt wie beispielsweiseIn Fig. 2, S is the arc length, £2 is the unit length of the load and C is the load point. After applying a load S > 52, a deflection is generated, causing the strain gauge to deform. The amount of deformation is processed via a Wheatstone bridge circuit and results in an output signal. Similarly, if a circular object such as

die Nuß eines Stecksockels um einen Winkel &thgr; gedreht wird, wird ein Drehmoment T erzeugt, wodurch die Wheatston'sche Brückenschaltung veranlaßt wird, die Ausgangsspannung zu ändern. R = &rgr; &khgr; Hk, wobei R der Widerstand, &rgr; der Widerstandsbeiwert, £ die Länge und A die Einheitsfläche ist. Dementsprechend ist der Widerstand direkt proportional zur Einheitslänge jedoch umgekehrt proportional zur Einheitsfläche. Mit Hilfe der Wirkung der Wheatston'schen Brückenschaltung erzeugt die Veränderung des Widerstandes einen Spannungsausgang, der verstärkt wird über einen Verstärker, worauf dann das verstärkte Analogsignal umgesetzt wird in ein digitales Signal durch eine Prozessoreinrichtung mit einem Analog/Digital-Konverter, wobei das so erhaltene Digitalsignal dann über eine Ausgangseinrichtung angezeigt wird (siehe Fig. 1).When the nut of a socket is rotated through an angle θ, a torque T is generated, causing the Wheatstone bridge circuit to change the output voltage. R = ρ χ Hk, where R is the resistance, ρ is the resistance coefficient, £ is the length and A is the unit area. Accordingly, the resistance is directly proportional to the unit length but inversely proportional to the unit area. By means of the action of the Wheatstone bridge circuit, the change in resistance produces a voltage output which is amplified by an amplifier, whereupon the amplified analog signal is converted into a digital signal by a processor means having an analog/digital converter, the digital signal thus obtained is then displayed by an output means (see Fig. 1).

Entsprechend der Darstellung in den Fig. 4, 12 und 13 umfaßt der Schraubenschlüssel 1 einen Spannungsmesser 2, der sich an seinen beiden distalen Enden befindet, sowie eine integrierte Einrichtung 3, die an den Spannungsmesser 2 im Mittelpunkt angeschlossen ist. Der Spannungsmesser 2 besitzt einen vorbestimmten Widerstand. Die integrierte Einrichtung 3 besitzt eine Farblichtanzeigeeinrichtung sowie einen Summer für einen visuellen und hörbaren Signalausgang.As shown in Figs. 4, 12 and 13, the wrench 1 comprises a voltmeter 2 located at its two distal ends and an integrated device 3 connected to the voltmeter 2 at the center. The voltmeter 2 has a predetermined resistance. The integrated device 3 has a color light indicator and a buzzer for a visual and audible signal output.

Die Fig. 6 bis 9 zeigen unterschiedliche Aufbauten von Drehmoment-Anzeigeschraubenschlüsseln gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Fig. 3 und 5 zeigen einen Drehmomentschlüssel mit einer doppelseitigen Drehmoment-Anzeigeeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.Figs. 6 to 9 show different structures of torque indicator wrenches according to the present invention. Figs. 3 and 5 show a torque wrench with a double-sided torque indicator according to the present invention.

Zusammenfassend umfaßt der Drehmomentschlüssel einen Spannungsmesser, der an den beiden distalen Enden eines Schlüssels installiert ist und in der Lage ist, eine Widerstandsänderung anzuzeigen beim Einsatz des Schraubenschlüssels. Eine integrierte Einrichtung ist in der Mitte des Spannungsmessers angeschlossen. Die integrierte Einrichtung umfaßt eine Wheatston'sche Brückenschaltung, die die Widerstandsänderung des Ausganges des Schlüssels umsetzt in ein Spannungssignal. Ein Verstärker, der das Spannungssignal der Wheaston'schen Brückenschaltung verstärkt, ist an eine Prozessoreinrichtung angeschlossen, welche das verstärkte Spannungssignal von dem Verstärker in ein digitales SignalIn summary, the torque wrench comprises a voltmeter installed at the two distal ends of a wrench and capable of indicating a change in resistance when the wrench is used. An integrated device is connected in the middle of the voltmeter. The integrated device comprises a Wheatstone bridge circuit which converts the change in resistance of the wrench output into a voltage signal. An amplifier which amplifies the voltage signal of the Wheatstone bridge circuit is connected to a processor device which converts the amplified voltage signal from the amplifier into a digital signal.

umsetzt. Eine Ausgabeeinrichtung gibt das digitale Signal von der Prozessoreinrichtung ab.An output device outputs the digital signal from the processor device.

Es soll an dieser Stelle noch einmal ausdrücklich angegeben werden, daß es sich bei der vorangehenden Beschreibung lediglich um eine solche beispielhaften Charakters handelt und daß verschiedene Abänderungen und Modifikationen rnöglich sind, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.It should be expressly stated again at this point that the foregoing description is merely of an exemplary nature and that various changes and modifications are possible without departing from the scope of the invention.

Claims

1. Torque wrench with a display device, characterized in that the wrench (1) has a resistance which is directly proportional to the unit length (22) and indirectly proportional to the unit area (A), at a predetermined resistance coefficient of the wrench (1), wherein a voltmeter (2) and an integrated device (3) with a Wheatstone bridge circuit are arranged within the wrench (1), wherein the change in resistance can be converted into a voltage signal via the Wheatstone bridge circuit, which, after being amplified via an amplifier, can be converted into a digital signal via a processor and output via an output device.

2. Torque wrench according to claim 1, characterized in that the tension meter (2) is arranged at the two distal ends of the torque wrench (1), while the integrated device (3) is located in the middle of the wrench (1) and is connected to the tension meter (2).

3. Torque wrench according to one of claims 1 or 2, characterized in that the output device comprises a color light display and a buzzer for emitting a visible and audible signal.