Устройство для измерения крутящего момента, выполненное с возможностью соединения с крепежным инструментом

Авторы патента:

G01L5/24 - для определения величины крутящего момента при затягивании гаек или других подобных им деталей машин (устройства для этой цели в гаечных ключах или отвертках B25B 23/14)

B25B23/142 - приспособленные для ручных гаечных ключей или отверток

Владельцы патента RU 2762155:

Фассио Энрико (IT)

Изобретение относится к устройству для измерения крутящего момента, выполненному с возможностью соединения с крепежным инструментом. Устройство содержит корпус, в котором расположены батарея для подачи необходимого электрического питания, датчик, имеющий электронный блок для измерения силы и электронный блок для измерения плеча рычага, электронный блок обработки и управления, содержащий электронный процессор, который выполнен с возможностью приема сигналов от датчиков и обработки информации, необходимой для расчета результирующего крутящего момента, при этом устройство содержит соединенный с корпусом цифровой дисплей для отображения значения приложенного крутящего момента, причем устройство содержит соединительную систему, содержащую пружинные зажимы для соединения с крепежным инструментом с передачей всей силы оператора для создания крутящего момента и чувствительный элемент в виде головки болта для измерения силы и плеча рычага, соединенный с датчиком. Технический результат заключается в расширении арсенала устройств, обладающих возможностью измерения приложенного крутящего момента с помощью одного устройства. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области ручных механических инструментов, а именно, к динамометрическим ключам, представляющим собой инструменты, используемые для приложения определенного крутящего момента к вращающемуся крепежу.

Ручные динамометрические ключи можно использовать в диапазоне крутящего момента от нескольких десятков Нм; эти инструменты изготовлены из трубчатого металлического корпуса, на двух концах которого расположены рукоятка и соединительный элемент для различных типов и размеров розеток соответственно. Во время работы динамометрический ключ осуществляет визуальную индикацию, звуковую индикацию или их комбинацию, когда достигается заданный крутящий момент; инструменты, оснащенные цифровым дисплеем, будут постоянно отображать текущее значение приложенного крутящего момента.

Ниже приведен неполный список недостатков существующих динамометрических ключей:

• Чтобы выдерживать механические нагрузки, которым он подвергается при работе вблизи верхнего диапазона крутящего момента, динамометрический ключ, очевидно, слишком мощный для работы на нижнем диапазоне крутящего момента;

• Диапазон крутящего момента всего в несколько десятков Нм, не соответствует требованиям любой автомобильной мастерской, где часто применяются крутящие моменты от 10 до 350 Нм; поэтому требуются как минимум два разных динамометрических ключа;

Основная цель настоящего изобретения заключается в расширении арсенала крепежных инструментов, обладающих возможностью измерения приложенного крутящего момента с помощью одного устройства, которое может быть присоединено в качестве принадлежности к любому из указанных инструментов, для измерения прилагаемого крутящего момента и отобразжения его значение на цифровом дисплее. Устройство предназначено для размещения между рукой оператора и любым крепежным инструментом, к которому оно подсоединено, так что вся сила, прикладываемая оператором, полностью передается инструменту.

Другой целью настоящего изобретения является вычисление приложенного крутящего момента путем прямого электронного измерения обоих его компонентов: силы и плеча рычага.

Другой целью настоящего изобретения является создание универсальной соединительной системы, которая позволяет легко подсоединять устройство к маленькому гаечному ключу или длинному рычагу.

Другой целью настоящего изобретения являются чрезвычайно малые размеры устройства, которые, не изменяя существенно габаритные размеры хостинг-инструмента, не исключают его использования в ограниченном пространстве.

Другой целью изобретения является обеспечение непрерывного управления текущим крутящим моментом с помощью цифрового дисплея, который, будучи не жестко соединенным с устройством, всегда остается видимым для оператора.

Другой целью изобретения является создание прибора для измерения крутящего момента, который является простым, легким и компактным, так что производственные и транспортные расходы значительно ниже тех, которые предлагает рынок в настоящее время.

Еще одной целью изобретения является простота процедуры калибровки, не требующая специального оборудования и/или специальных навыков.

Все эти и другие цели, которые будут проистекать из нижеследующего описания, достигаются в соответствии с изобретением с помощью устройства, охарактеризованного в формуле изобретения.

Краткое описание чертежей:

-на рис. 1 изображено устройство в разобранном виде;

- на рис. 2 показано поперечное сечение типичной круглой пружины, используемой для круглых рукояток;

- на рисунке 3 показано поперечное сечение типичной пружины, которая используется с плоскими инструментами (например, гаечным ключом).

Настоящее изобретение далее дополнительно поясняется в предпочтительном варианте его осуществления, приведенном исключительно в качестве неограничивающего примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, которые не включают эти части и/или несущественные детали устройства, текстовое описание которого делает графическое представление ненужным.

Основные компоненты устройства:

- датчик, состоящий из блока измерения силы и блока измерения плеча рычага;

- система быстрого подключения;

- блок обработки и управления. Чувствительный элемент соединяется с крепежным инструментом с помощью системы быстрого соединения; он собирает электронную информацию об интенсивности силы и размере плеча рычага; такие сигналы поступают в блок обработки для отображения на

- цифровом экране. Питание всех электронных компонентов осуществляется от

- аккумулятора.

Детально изобретение может быть описано:

Блок измерения силы: металлический стержень (боковая штанга) (1) привинчена к одному концу датчика нагрузки (2). На противоположной стороне ячейки более короткий стержень (стержень со стороны инструмента) (3) привинчен к другому концу ячейки. Четыре электрических провода соединяют ячейку с электронной схемой на печатной плате. Датчик нагрузки позволяет измерять силу, приложенную к боковой штанге и передаваемую на штангу со стороны инструмента.

Блок измерения рычага: лазерный диод и его схема на упомянутой печатной плате позволяет измерять расстояние от контрольной линии на блоке измерения силы до оси крепежного элемента (болта, гайки и т.д.).

Система быстрого соединения позволяет соединять чувствительный элемент с крепежным инструментом, так что вся сила участвует в создании момента затяжки. Система включает: пружины (4) из углеродистой стали различной формы и размера для соединения устройства с разными по форме и размеру рукоятками крепежных инструментов. На рис. 2 показано поперечное сечение типичной круглой пружины, используемой для круглых ручек. На рис. 3 показано поперечное сечение типичной пружины, которая используется с плоскими инструментами (например, гаечным ключом). Каждая из этих пружин прикреплена болтами к пружинному зажиму (5), который зажимает штангу со стороны инструмента. Головка болта (6), являющаяся единственной точкой контакта между блоком измерения силы и крепежным инструментом, однозначно определяет точку приложения силы, что обеспечивает возможность точного измерения рычага силы. Гайка (7) со стороны зажима погружена в прокладку обтекателя (8) между зажимом и штангой со стороны инструмента.

Электронный блок обработки: процессор на электронной плате (PCB) принимает сигналы от блока измерения силы и рычажного измерительного блока и передает их в приложение смартфона с помощью модуля Bluetooth Low Energy (BLE).

Источник питания: батарея питает электронный процессор.

Примечание. Блок измерения силы, рычажного измерительного блока, электронный блок обработки и аккумулятор размещены вместе в пластиковом корпусе. «Окно» в корпусе позволяет зажиму системы быстрого соединения зажимать штангу со стороны инструмента.

Специальное приложение для смартфона позволяет выполнить сопряжение Bluetooth с устройством. После установления положительного соединения и выбора соответствующего режима работы с помощью сенсорного экрана на дисплее отобразится:

- плечо рычага, значение которого выводится из сигнала лазерного диода на блок обработки или вводится пользователем вручную;

- мгновенная сила, прикладываемая пользователем, определяемая чувствительным элементом;

- результирующий мгновенный крутящий момент, рассчитанный путем умножения силы на плечо рычага;

- целевой крутящий момент, установленный пользователем.

Как правило, третье значение легко отображается после определения любых двух из трех значений: плеча рычага, силы, целевого крутящего момента.

В дополнение к этим основным показаниям данные могут быть организованы для предоставления любой дополнительной желательной информации, такой как, например, крутящий момент, последовательно прикладываемый к болтам головки двигателя.

1. Устройство для измерения крутящего момента, выполненное с возможностью соединения с крепежным инструментом, содержащее корпус, в котором расположены батарея для подачи необходимого электрического питания, датчик, имеющий электронный блок для измерения силы и электронный блок для измерения плеча рычага, электронный блок обработки и управления, содержащий электронный процессор, который выполнен с возможностью приема сигналов от датчиков и обработки информации, необходимой для расчета результирующего крутящего момента, при этом устройство содержит соединенный с корпусом цифровой дисплей для отображения значения приложенного крутящего момента, причем устройство содержит соединительную систему, содержащую пружинные зажимы для соединения с крепежным инструментом с передачей всей силы оператора для создания крутящего момента и чувствительный элемент в виде головки болта для измерения силы и плеча рычага, соединенный с датчиком.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что указанный цифровой дисплей нежестко соединен с корпусом.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что крепежный инструмент выполнен выбранным из разных крепежных инструментов, при этом пружинные зажимы соответствуют размерам рукояток разных крепежных инструментов.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено портом связи с электронным блоком управления для обновления системы и калибровки электронных компонентов устройства.

Настоящее изобретение относится к области обжимных устройств для обжимания гаек и шпилек на деталь, в частности, обжимных устройств, осуществляющих крепление посредством силы. Устройство (10) для измерения силы, прилагаемой посредством крепежного устройства (20) обжимаемого элемента, причем упомянутое устройство предусмотрено с резьбовым стержнем (21), имеющим внутреннюю или наружную резьбу, причем устройство содержит: гидравлическую камеру (11), содержащую текучую среду (11') и проходящую вдоль продольной оси (Ox); поршень (12), выполненный с возможностью скольжения внутри гидравлической камеры (11) вдоль оси (Ox); резьбовой соединитель (13), прикрепленный к поршню (12), причем резьбовой соединитель (13) имеет наружную или внутреннюю резьбу, выполненную таким образом, чтобы резьбовой стержень (21) навинчивался на резьбовой соединитель (13), в результате чего резьбовой стержень (21) может прилагать осевую силу (Fa) к поршню (12), образуя перемещение поршня (12) вдоль оси (Ox), внутри гидравлической камеры (11); манометр (14), сообщающийся с гидравлической камерой (11) и выполненный с возможностью измерения давления (P) внутри гидравлической камеры (11), созданного посредством осевой силы (Fa), приложенной к поршню (12) посредством резьбового стержня (21) крепежного устройства (20), упор (17), выполненный с возможностью принятия противоположного упора (22) крепежного устройства (20) для закрепления крепежного устройства (20) на устройстве (10) посредством навинчивания резьбового стержня (21) на резьбовой соединитель (13) и упирания противоположного упора (22) в упор (17).

Способ контроля затяжки при сборке резьбовых соединений ударными гайковёртами // 2659451

Изобретение относится к области метрологии, а именно к силоизмерительной технике, и может быть использовано для контроля усилий или момента ударной затяжки резьбовых соединений. Затяжку выполняют в несколько этапов (ударов), а силовые параметры измеряют после каждого этапа затяжки, при этом силовые параметры определяют по углу поворота гайки за каждый удар.

Способ контроля натяжения высокопрочных болтов // 2658103

Изобретение относится к способам контроля натяжения высокопрочных болтов. Технический результат заключается в повышении точности и технологичности сборки фрикционных соединений при заводском изготовлении и монтаже пролетных строений и опор мостовых сооружений, несущих конструкций высотных зданий, стыков трубопроводов и деталей тяжелого машиностроения.

Цифровой моментный ключ // 2632053

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при затяжке резьбовых соединений в процессе сборки и эксплуатации машин или оборудования. Цифровой моментный ключ для затяжки резьбовых соединений снабжен вторым и третьим блоками памяти и переключателем программ, информационные выходы второго блока памяти подключены ко вторым входам первого цифрового компаратора, информационные выходы третьего блока памяти подключены ко вторым входам второго цифрового компаратора, адресные входы второго и третьего блоков памяти и порта сопряжения с персональным компьютером соединены с выходами переключателя программ, а первый блок памяти снабжен дополнительными адресными входами, соединенными с выходами переключателя программ.

Способ измерения крутящего момента затяжки резьбовых соединений и динамометрический ключ для его осуществления // 2621363

Изобретения относятся к измерительной технике и могут быть использованы для контроля крутящего момента затяжки резьбовых соединений. Способ заключается в приложении к затянутому резьбовому соединению крутящего момента, перевод резьбового соединения из состояния покоя в состояние движения, поворот на заданный угол, не превышающий 2÷4°, и измерение крутящего момента при достижении углом поворота заданного значения, дополнительный поворот на заданный угол с измерением крутящего момента при достижении углом поворота заданного значения и определения крутящего момента затяжки.

Способ контроля уровня затяжки болта или шпильки // 2616732

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в машиностроении, системах автоматического управления и использоваться для контроля затяжки резьбового соединения при воздействии на него как статических, так и динамических (вибрационных и ударных) нагрузок, а также при комплексном воздействии этих нагрузок.

Способ и устройство для оценки целостности соединения оборудования для управления производственным процессом // 2608057

Изобретения относятся к области машиностроения, в частности к контролирующим системам, и могут быть использованы для отслеживания целостности компонентов технологической установки. Предложен способ, согласно которому в технологической установке принимают первую последовательность измерений коэффициента отражения корпуса клапана, сохраняют указанную первую последовательность измерений коэффициента отражения, принимают вторую последовательность измерений коэффициента отражения корпуса клапана, сохраняют указанную вторую последовательность измерений коэффициента отражения, сравнивают первую и вторую последовательности измерений коэффициента отражения и генерируют указание о потере сжимающего усилия, если первая последовательность измерений отличается от второй последовательности измерений.

Способ затяжки резьбовых соединений динамометрическим ключом с гироскопическим датчиком угла поворота, установленным в корпусе ключа и динамометрический ключ для его осуществления // 2598974

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при затяжке резьбовых соединений в процессе сборки и эксплуатации машин и оборудования. Технический результат заключается в повышении точности контроля угла поворота гайки при затяжке резьбового соединения путем учета погрешности от упругой деформации элементов конструкции ключа.

Пневматический контрольно-диагностический стенд // 2597630

Изобретение относится к устройствам для испытаний резьбовых соединений и настройки гайковертов. Устройство содержит установочную плиту 1, размещенные на ней опору 2, кронштейны 3 и 4, а также корончатую втулку 5, установленную на опоре 2, вспомогательные втулки 6 и 7, сменные втулки 8 и 9.

Способ выбора наилучшего образца гайки для обеспечения прочности резьбового соединения // 2589628

Способ выбора наилучшего образца гайки для обеспечения прочности резьбового соединения может найти применение при исследовании ответственных резьбовых соединений, например резьбовых соединений, предназначенных для гидроагрегатов ГЭС или для сосудов, работающих под высоким давлением. Исследованию подвергают партию резьбовых соединений с гайками разного исполнения, отличающихся габаритами, шероховатостью витков, шагом, профилем витка.

Винтовое устройство, а также ручная винтовая система // 2743181

Изобретение относится к завинчивающему устройству, выполненному с возможностью приложения крутящего момента к винтовому элементу (12) и к ручной завинчивающей системе. Устройство включает корпус, в котором расположены выходной узел (10), выполненный с зубчатым колесом, разъемно соединяемым с винтовым элементом (12), приводной узел (20), имеющий участок для обеспечения введения приводного крутящего момента путем ручной или механической нагрузки, и средства для регистрации выходного крутящего момента, действующего с выходной стороны на винтовой элемент.