ES2943491T3 - Dispositivo de atornillado con medios de detección integrados - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un dispositivo de atornillado (10) para aplicar un par de torsión a un compañero de atornillado (20), que tiene medios de salida planos (1) que tienen una salida (1b) que se puede conectar de manera separable al compañero de atornillado (20) y un accionamiento manual o mecánico con un par de accionamiento, en particular mediante un engranaje angular y/o cónico interpuesto (31), un accionamiento (1a) accionable y medios de detección (5) para proporcionar valores medidos para determinar y/o o controlando un par de salida que actúa sobre el compañero de atornillado en el lado de salida, los medios de detección (5) previstos para los medios de accionamiento del volante (1) en una carcasa (30) están diseñados de tal manera que estos se encuentran en una posición preferiblemente recta -dientes,puede detectar la fuerza radial y/o la fuerza tangencial que actúa sobre el accionamiento y la salida de los medios de salida planos (1) de manera que transmite el par que conecta la rueda dentada (4d) y puede ponerlos a disposición para una evaluación de señales preferiblemente electrónica. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de atornillado con medios de detección integrados

[0001] La presente invención se refiere a un dispositivo de atornillado para la aplicación de un par a un compañero de atornillado con medios de detección integrados para un par de salida.

[0002] Del estado de la técnica, en particular de la técnica de atornillado industrial, se conocen en general dispositivos de atornillado con medios de salida planos. A este respecto se trata de unidades de engranajes - por regla general alojadas en una carcasa plana - con un accionamiento previsto habitualmente en un extremo y una salida prevista en el lado opuesto-final, en el que se puede colocar entonces un compañero de atornillado tal como, por ejemplo, un tornillo a solicitar con un par de forma convenientemente desmontable. Los dispositivos de atornillado de este tipo se utilizan en particular para trabajos de atornillado o montaje, en los que es difícil alcanzar un compañero de atornillado debido a las condiciones de montaje espaciales.

[0003] Por razones de garantía de calidad o con fines de documentación, en particular en la aplicación industrial es deseable detectar o supervisar un par de salida que actúa en el lado de salida del respectivo compañero de atornillado. Un dispositivo de atornillado genérico ya se conoce por el documento WO 2018/188829 A1. Este da a conocer medios de detección asociados a los medios de salida planos, que detectan una fuerza axial que actúa sobre una rueda dentada oblicua de los medios de salida planos, con lo que se puede determinar el par de salida que actúa en el lado de salida sobre un compañero de atornillado. Sin embargo, para una determinación de este tipo por medio de la evaluación de las fuerzas axiales detectadas se deben prever apoyos axiales adicionales, lo que aumenta la complejidad constructiva de la disposición constructiva en los medios de salida planos. Del mismo modo, los medios de detección conocidos requieren espacio constructivo adicional en los medios de salida planos.

[0004] El documento GB 2383282 A da a conocer un dispositivo de transmisión de par que presenta un árbol hueco con dentado externo para la conexión con un engranaje cónico y un árbol central guiado en el árbol hueco, donde una barra de entrega flexible, dispuesta entre el árbol central y una sección del árbol hueco en forma de vaso en el lado final presenta sensores de par.

[0005] El objetivo de la presente invención es proporcionar, sobre la base del estado de la técnica conocido, un dispositivo de atornillado mejorado que supere o al menos atenúe claramente las desventajas mencionadas anteriormente del estado de la técnica. En particular, se debe proporcionar un dispositivo de atornillado con medios alternativos para determinar y/o supervisar el par que actúa en el lado de salida sobre un compañero de atornillado, que permite al mismo tiempo un modo constructivo económico y compacto del accionamiento plano. Además, se debe posibilitar una determinación de par y/o supervisión fiables. La invención se ocupa además de otros problemas que se deducen más detalladamente de la siguiente descripción.

[0006] El objetivo subyacente se logra mediante el dispositivo de atornillado para la aplicación de un par sobre un compañero de atornillado con las características de la reivindicación independiente 1. Los perfeccionamientos ventajosos de la invención se describen en las reivindicaciones dependientes.

[0007] En un primer aspecto, la invención se refiere a un dispositivo de atornillado para la aplicación de un par sobre un compañero de atornillado, que presenta medios de salida planos, que presentan una salida conectable de forma separable con el compañero de atornillado, así como un accionamiento solicitable de forma manual o a máquina con un par de accionamiento, preferentemente a través de un dentado angular y/o cónico intermedio, y medios de detección para la facilitación de valores de medición para la determinación y/o supervisión de un par de salida que actúa en el lado de salida sobre el compañero de atornillado, caracterizado porque los medios de detección previstos en una carcasa de los medios de salida planos están configurados de modo que estos pueden detectar una fuerza radial y/o fuerza tangencial que actúa sobre una rueda dentada preferentemente dentada recta y que conecta el accionamiento y la salida de los medios de salida planos transmitiendo el par y pueden proporcionarlas para la evaluación de señal electrónica.

[0008] Mediante la configuración según la invención de los medios de detección, que están integrados en la carcasa de los medios de salida planos y detectan una fuerza radial y/o fuerza tangencial o fuerza circunferencial de una rueda dentada que interactúa con los medios de detección en los medios de salida planos, se proporciona una solución constructivamente sencilla para la facilitación fiable de valores de medición para la determinación y/o supervisión del par de salida que actúa en el lado de salida sobre un compañero de atornillado. En particular, el espacio constructivo necesario en los medios de salida planos se puede minimizar con respecto al estado de la técnica conocido. Además, la configuración según la invención del dispositivo de atornillado posibilita una fabricación económica y un mantenimiento simplificado. Además, en el caso de un dentado recto proporcionado de la rueda dentada que interactúa con los medios de detección se consigue un aumento de la eficiencia de los medios de salida planos. Por los valores de medición mencionados anteriormente para la determinación y/o supervisión del par de salida se entienden preferentemente la fuerza radial y/o fuerza tangencial detectadas por los medios de detección o bien valores de medición o señales de valores de medición que representan estos.

[0009] Precisamente la simplicidad constructiva de la presente invención para la generación de una señal evaluable electrónicamente permite entonces realizar de forma compacta, con el uso de componentes electrónicos miniaturizados y de forma económica, una evaluación de señal, una funcionalidad de interfaz (electrónica) para una evaluabilidad externa estandarizada y/o una transmisión de señal (también preferiblemente inalámbrica) hacia el exterior. Precisamente los medios de suministro de energía eléctricos previstos según el perfeccionamiento en el marco de la invención para tales medios de interfaz o de preparación de señales electrónicos posibilitan una funcionalidad de este tipo, inalámbrica, autosuficiente y utilizable de forma correspondientemente flexible, donde, además de una solución de batería para los medios de suministro de energía eléctricos, adicionalmente a un perfeccionamiento también se tiene en consideración una solución de generador eléctrico que, aprovechando ventajosamente los movimientos giratorios que aparecen inevitablemente en el dispositivo de atornillado según la invención de los componentes de engranaje implicados, puede convertir de otra manera conocida esta energía cinética mecánica en energía de funcionamiento eléctrica para las funcionalidades descritas. También es evidente la ventaja que se obtiene con ello de una independencia de las baterías u otras fuentes de energía unidas por cable.

[0010] La fuerza radial y/o tangencial descrita, que actúa en la rueda dentada se refiere a una fuerza radial y/o fuerza tangencial respectiva en la rueda dentada que se aplica en la rueda dentada, en particular, durante una conexión activa con otras ruedas dentadas o dentados que se engranan con ella. En particular, la fuerza radial y/o tangencial que actúa en la rueda dentada se refiere a una fuerza de reacción de cojinete detectable por los medios de detección de la rueda dentada en dirección radial y/o tangencial. A este respecto, preferentemente se detecta la respectiva fuerza radial y/o fuerza tangencial, que en el caso de una transmisión de par se aplica en la rueda dentada conectada con los medios de detección en el cojinete o en un eje de giro de la rueda dentada, preferentemente fijo en la carcasa. La fuerza radial y/o fuerza tangencial se refiere en este caso preferentemente a una fuerza que está presente en un plano esencialmente perpendicularmente al eje de giro de la rueda dentada y/o eje principal de la salida plana.

[0011] En un ejemplo de realización especialmente preferido, los medios de detección están configurados de tal manera que estos detectan una fuerza radial en o a lo largo de una línea activa, en la que las fuerzas tangenciales o circunferenciales en la misma dirección preferiblemente aplicadas en la rueda dentada están englobadas o se pueden englobar en una fuerza resultante. La fuerza radial detectada en este caso es una fuerza aplicada a la rueda dentada o fuerza de reacción de cojinete de la rueda dentada.

[0012] En el caso de un dentado recto de la rueda dentada que interactúa con los medios de detección según la invención, esta presenta durante la conexión activa o interacción con otras ruedas dentadas o dentados que se engranan con la misma, preferentemente solo aportación de fuerza rotativa y, por lo tanto, también solo fuerzas radiales y/o tangenciales que actúan en la rueda dentada. Preferentemente no se producen fuerzas axiales, es decir, fuerzas a lo largo de un eje de giro de la rueda dentada. En este caso, a través de los medios de detección se puede proporcionar una señal de valor de medición que representa y/o supervisa de forma fiable el par en el lado de salida para la evaluación de señal preferiblemente electrónica.

[0013] En el caso de un dentado oblicuo o una configuración con dentado oblicuo de la rueda dentada que interactúa con los medios de detección según la invención, además de las fuerzas radiales y/o tangenciales, también se producen fuerzas axiales en la rueda dentada o fuerzas de reacción de cojinete que actúan en la dirección axial. Estas no se detectan preferentemente por los medios de detección según la invención. Sin embargo, a través de los medios de detección se puede proporcionar una señal de valor de medición que supervisa de forma fiable el par en el lado de salida para la evaluación de señal preferentemente electrónica. En este caso, en particular se puede inferior mediante una desviación de las fuerzas radiales y/o tangenciales detectadas una desviación del par en el lado de salida.

[0014] En una forma de realización preferida, la rueda dentada que interactúa con los medios de detección según la invención está dispuesta entre un grupo constructivo de accionamiento de los medios de salida planos que presenta un dentado y un grupo constructivo de salida de los medios de salida planos que presenta un dentado. La rueda dentada que interactúa con los medios de detección según la invención está configurada en este caso preferentemente como rueda dentada que interactúa o engrana directamente con el grupo constructivo de salida. Alternativamente, la rueda dentada que interactúa con los medios de detección según la invención puede estar comprendida directamente por el grupo constructivo de salida. Por ejemplo, la propia rueda dentada recta puede formar el grupo constructivo de salida de los medios de salida planos. Con ambas variantes se puede realizar con ello una ventaja esencial según la invención, a saber, la detección de valores de medición según la invención mediante los medios de detección lo más cerca posible del lado de la salida de los medios de salida planos.

[0015] En una forma de realización preferida, los medios de salida planos presentan una pluralidad de ruedas dentadas que configuran una disposición de engranajes entre el accionamiento y la salida de los medios de salida planos. La rueda dentada que interactúa con los medios de detección según la invención es en este caso preferentemente una de las ruedas dentadas que forman la disposición de engranajes. A este respecto, la disposición de engranajes puede presentar un dentado recto o dentado oblicuo. La disposición de engranajes también puede presentar un dentado angular, cónico y/o de arco.

[0016] En una forma de realización preferida, los medios de salida planos presentan una pluralidad, es decir, al menos dos, preferiblemente al menos tres ruedas dentadas rectas o dentadas oblicuamente. De forma especialmente preferente, los medios de salida planos presentan solo ruedas dentadas rectas. Alternativamente, sin embargo, los medios de salida planos pueden comprender al menos también ruedas dentadas parcialmente dentadas oblicuas. Los ejes de giro de las ruedas dentadas de los medios de salida planos se extienden preferentemente todos en un plano. Los ejes de giro discurren preferentemente en paralelo entre sí y se extienden a través de lados planos de la carcasa de la salida plana.

[0017] La carcasa de la salida plana presenta preferentemente dos lados planos dispuestos en paralelo o superficies exteriores planas opuestas. Estas están preferentemente libres de salientes o protuberancias. La carcasa está configurada preferentemente en dos partes, con dos mitades de carcasa opuestas entre sí. La anchura máxima de la carcasa se encuentra preferentemente por debajo de 30 mm, más preferiblemente por debajo de 20 mm.

[0018] La rueda dentada que interactúa con los medios de detección presenta preferentemente un eje de cojinete dispuesto en la carcasa de forma fija, en particular de forma segura en cuanto al giro, sobre el que se apoya de forma libremente rotativa una corona dentada de la rueda dentada, preferentemente por medio de un cojinete de agujas.

[0019] Los medios de detección presentan preferentemente al menos un transductor de fuerza. Este está conectado preferentemente de forma fija con un cojinete o con el eje de cojinete de la rueda dentada, en particular de forma segura contra la torsión, o está configurado de forma integral con él. En este caso, el transductor de fuerza está dispuesto preferentemente de forma segura contra la torsión entre el eje de cojinete y la carcasa de los medios de salida planos. En este caso, el transductor de fuerza puede estar asegurado por medio de una conexión de pasador adecuada con una tapa de carcasa y/o por medio de una conformación correspondiente en una escotadura de tapa de carcasa contra un giro con respecto a la carcasa.

[0020] El transductor de fuerza está dispuesto preferentemente en una línea activa, que se extiende radialmente con respecto a la rueda dentada, de la fuerza resultante aplicada en la rueda dentada. Por ello se entiende preferentemente una fuerza que actúa radialmente, en la que las fuerzas tangenciales o circunferenciales en la misma dirección preferentemente en la rueda dentada se engloban o se pueden englobar en una fuerza resultante. En particular, el transductor de fuerza está dispuesto preferentemente de tal manera que este puede detectar una fuerza radial en o a lo largo de una línea activa.

[0021] El transductor de fuerza está configurado preferentemente en forma de una rueda de radios y según la invención esencialmente en forma de disco. El transductor de fuerza está configurado preferiblemente del mismo material que la rueda dentada asociada y/o el eje de cojinete de la rueda dentada. El transductor de fuerza está configurado o dispuesto preferentemente en un lado frontal de la rueda dentada. En particular, el transductor de fuerza puede estar dispuesto directamente en un borde dentado de la rueda dentada. Más preferiblemente, dos transductores de fuerza, preferiblemente configurados de la misma manera, pueden estar configurados o dispuestos en lados frontales opuestos de la rueda dentada.

[0022] El transductor de fuerza está dispuesto preferentemente de tal manera que no tiene lugar ninguna transmisión de fuerza desde el transductor de fuerza a la carcasa de los medios de salida planos en dirección axial, es decir, en particular a lo largo de un eje de giro de la rueda dentada.

[0023] El transductor de fuerza puede estar dispuesto o configurado de forma coaxial con respecto a la rueda dentada asociada y/o de forma simétrica en rotación. El transductor de fuerza presenta preferentemente un diámetro exterior o una extensión radial máxima, que corresponde esencialmente a un círculo de pie del dentado de la rueda dentada recta asociada. El transductor de fuerza presenta preferentemente un grosor que se extiende axialmente de 1 a 5 mm, más preferiblemente entre 1 y 2,5 mm.

[0024] El transductor de fuerza presenta medios sensores de fuerza integrados que están configurados para detectar una fuerza de compresión y/o tracción aplicada en el transductor de fuerza en la dirección radial y/o tangencial de la rueda dentada o del transductor de fuerza. Los medios sensores de fuerza están dispuestos preferentemente en una línea activa que se extiende radialmente de la fuerza resultante aplicada en la rueda dentada.

[0025] Los medios del sensor de fuerza comprenden al menos dos galgas extensométricas en el transductor de fuerza. Las galgas extensométricas están dispuestas en radios o puntales opuestos o que se extienden radialmente del transductor de fuerza. De forma alternativa o adicional, los medios sensores de fuerza también pueden presentar elementos piezoeléctricos.

[0026] De forma alternativa o adicional, los medios sensores de fuerza pueden comprender medios sensores de presión hidráulicos o neumáticos colocados en el transductor de fuerza o conectados con este. En este caso, el transductor de fuerza puede presentar al menos una o preferentemente dos cámaras adecuadas, por ejemplo, en forma de escotaduras o cavidades, en las que está dispuesto o incorporado un fluido adecuado para la recepción de sensores hidráulicos o neumáticos. Las cámaras están dispuestas preferentemente opuestas en el transductor de fuerza y en una mitad respectiva del transductor de fuerza.

[0027] Los medios sensores de fuerza comprenden una masa polimérica que contiene grafeno colocada o integrada en el transductor de fuerza con conductividad eléctrica variable.

[0028] Esta puede estar incorporada, por ejemplo, en cámaras adecuadas, por ejemplo, en forma de escotaduras o cavidades del transductor de fuerza, que preferentemente están dispuestas opuestas en una mitad respectiva del transductor de fuerza. La masa polimérica está formada preferentemente por una masa polimérica viscoelástica que contiene grafeno, tal como, por ejemplo, una masilla de recuperación a base de silicona con contenido de boro. Se conoce una masa polimérica conductora de este tipo con partículas o copos de grafeno incorporados, que dispone de una resistencia eléctrica variable en caso de cambios de presión sobre la masa polimérica, véase la revista Science, 09/12/2016, vol. 354, edición 6317, páginas 1257-1260.

[0029] A través de los medios sensores mencionados anteriormente se puede proporcionar una señal de valor de medición que representa y/o supervisa el par del lado de salida de forma fiable y con alta calidad de medición y precisión para la evaluación de señal preferentemente electrónica. A este respecto, los medios de detección pueden presentar medios para la transmisión de señal inalámbrica de una señal de valor de medición correspondiente al par de salida detectado y/o que supervise este. A este respecto, los medios de detección pueden presentar además medios de interfaz y/o de preparación de señales electrónicos, así como medios de suministro de energía eléctricos. Estos últimos pueden estar realizados como medios generadores eléctricos que interactúan con un componente móvil, en particular giratorio, de los medios de salida planos.

[0030] La señal de valor de medición proporcionada por los medios de detección se puede transmitir a una unidad de cálculo asociada al dispositivo de atornillado o conectable con este, que evalúa la señal detectada y calcula o computa y/o supervisa el par de salida respectivo en base a ello. Esto se puede realizar, por ejemplo, en base a tablas de comparación y/o información de base de datos. Estos pueden comprender, por ejemplo, valores de medición de los medios de detección determinados en series experimentales y, en cada caso, valores de par correspondientes, con los que se puede calcular o computar y/o supervisar el par de salida respectivo en base a los valores de medición proporcionados. La unidad de cálculo puede estar configurada en este caso para detectar una desviación de un valor de consigna definible y, en caso de una desviación demasiado grande, por ejemplo, preferiblemente por encima del 10%, más preferiblemente por encima del 5%, emitir una señal de alarma o de aviso.

[0031] Los medios de salida planos según la invención son preferentemente medios de salida planos cerrados o abiertos. Los medios de salida planos pueden estar realizados con o sin engranaje angular. Los medios de salida planos pueden presentar además un dentado de arco, por ejemplo, como parte de un engranaje angular. En este caso, los medios de detección según la invención también pueden estar asociados a una rueda dentada con dentado de arco o interactuar con esta para la detección de la fuerza radial y/o tangencial que actúa en la rueda dentada.

[0032] En otro aspecto, la presente invención se refiere a un sistema de atornillado preferentemente portátil o estacionario, que presenta el dispositivo de atornillado como se ha descrito anteriormente, así como a un medio de generación de par de accionamiento conectado en el lado de accionamiento con los medios de salida planos. Los medios de generación de par están preferiblemente en forma de un atornillador automático o accionable de forma manual. Por sistema de atornillado estacionario se entiende preferentemente un sistema de atornillado que está instalado o montado de forma fija en una unidad de fabricación, por ejemplo, una celda robótica, y que se puede hacer funcionar preferentemente mediante un control automático.

[0033] Otras ventajas, características y particularidades de la invención se deducen de la siguiente descripción de ejemplos de realización preferidos, así como sobre la base de los dibujos, estos muestran en:

Fig. 1: una vista en perspectiva del sistema de atornillado según la invención según un ejemplo de realización preferido de la invención;

Fig. 2: una vista en perspectiva de los medios de salida planos según la invención con una carcasa parcialmente retirada;

Fig. 3a: una vista en perspectiva de una rueda dentada que interactúa con los medios de detección;

Fig. 3b: una vista en sección parcial de la rueda dentada según la fig. 3a;

Fig. 3c: una vista en perspectiva del transductor de fuerza según las fig. 3a y 3b;

Fig. 3d: una vista en perspectiva de una configuración alternativa del transductor de fuerza;

Fig.4a: una vista en perspectiva de otra forma de realización preferida del borde dentado que interactúa con los medios de detección, donde los medios de detección presentan medios sensores de presión hidráulicos o neumáticos; Fig. 4b: una vista en sección de la rueda dentada que interactúa con los medios de detección según la fig. 4a;

Fig. 5: una vista en perspectiva de otra forma de realización preferida del transductor de fuerza según la invención con una masa polimérica que contiene grafeno con medios sensores que comprenden una conductividad eléctrica variable; y

Fig. 6: un dibujo esquemático a modo de ejemplo de las fuerzas aplicadas en la rueda dentada que interactúa con los medios de detección.

[0034] La fig. 1 muestra una forma de realización preferida del dispositivo de atornillado 10 según la invención para la aplicación de un par sobre un compañero de atornillado 20 tal como, por ejemplo, un tornillo. El dispositivo de atornillado 10 comprende un medio de salida plano 1 que presenta una salida 1b conectable de forma separable con el compañero de atornillado 20 y un accionamiento 1a, que se puede someter de forma manual o a máquina a un par de accionamiento, por ejemplo, a través de un dentado angular y/o cónico 31 intermedio.

[0035] El dispositivo de atornillado 10 se puede conectar con una herramienta de atornillado 30 preferentemente de forma selectiva, con lo que se forma el sistema de atornillado 40 según la invención. La herramienta de atornillado 30 puede ser una herramienta disponible en el mercado y puede introducir por motor, por ejemplo, de forma eléctrica o neumática, un par a través del ángulo y/o del dentado cónico 31 en los medios de salida planos 1 del dispositivo de atornillado 10. El par de accionamiento así incorporado se transmite a través de los medios de salida planos 1 de la manera descrita a continuación a una herramienta 32 dispuesta como salida 1b para el accionamiento de atornillado del compañero de atornillado 20.

[0036] El dispositivo de atornillado 10 presenta una carcasa plana 30, que está formada preferentemente por dos mitades de carcasa 30a, 30b configuradas esencialmente de manera uniforme. La carcasa 30 presenta preferentemente una altura o anchura máxima b de 30 mm, más preferiblemente de 20 mm.

[0037] La fig. 2 muestra una vista en perspectiva de los medios de salida planos 1 según la invención con carcasa parcialmente retirada. Los medios de salida planos 1 presentan un grupo constructivo de accionamiento 2, por ejemplo, para la interacción con el ángulo y/o el dentado cónico 31 previstos en el lado de accionamiento, y un grupo constructivo de salida 3 para la interacción con el compañero de atornillado 20, por ejemplo, a través de una herramienta 32 dispuesta en el lado de salida conectada con él.

[0038] Los medios de salida planos 1 presentan preferentemente una pluralidad de ruedas dentadas 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, que forman una disposición de engranajes entre el accionamiento 1a y la salida 1b de los medios de salida planos 1. Las ruedas dentadas son preferentemente ruedas dentadas rectas que implementan, por ejemplo, una relación de transmisión 1:1. Las ruedas dentadas también pueden estar implementadas como ruedas dentadas oblicuas, a diferencia de la representación en la fig. 2. También puede estar implementada una transmisión de engranajes que difiera de la misma.

[0039] Las ruedas dentadas están dispuestas preferentemente en la carcasa 30 en paralelo al eje y se extienden a modo de línea a lo largo de una extensión longitudinal de la carcasa 30, en la que están dispuestas de forma giratoria. Las ruedas dentadas pueden estar comprendidas parcialmente por el grupo constructivo de accionamiento o de salida 2, 3. Preferentemente, el grupo constructivo de accionamiento 2 y el grupo constructivo de salida 3 presentan respectivamente un dentado o una rueda dentada 4a, 4e, que está en conexión activa con las ruedas dentadas restantes de la disposición de engranajes. En particular, el grupo constructivo de accionamiento o de salida 2, 3 puede estar formado respectivamente por una rueda dentada 4a, 4e.

[0040] En una realización típica de un accionamiento de atornillado manual están previstos y adecuados tales medios de salida planos 1 para la transmisión de un par máximo de aprox. 200 Nm. Una eficiencia habitual de una disposición de engranajes de este tipo, dentada recta, se encuentra, dependiendo de las condiciones de lubricación y de la configuración fina de los dentados, entre aprox. un 85% y un 95% (es decir, la relación de un par en el lado de salida en 4e con respecto a un par en el lado de accionamiento en 4a).

[0041] Entre el grupo constructivo de accionamiento 2 y el grupo constructivo de salida 3 están dispuestos medios de detección 5, que están configurados para proporcionar valores de medición para la determinación y/o supervisión de un par de salida que actúa en el lado de salida sobre el compañero de atornillado 20. Los medios de detección 5 están asociados a una rueda dentada 4d preferentemente dentada recta o están en conexión activa con esta. La rueda dentada 4d conectada con los medios de detección 5 está dispuesta preferentemente engranando con la rueda dentada 4e del grupo constructivo de salida 3. Alternativamente, la rueda dentada 4d conectada con los medios de detección 5 también puede estar comprendida directamente por el grupo constructivo de salida 3 o formarlo.

[0042] La fig. 6 muestra un boceto de principio en el que está representada esquemáticamente la disposición lineal representada en la fig. 2 del grupo de engranajes rectos 4c, 4d, 4e. En el corte libre representado a modo de ejemplo aquí de las ruedas dentadas 4c, 4d, 4e que engranan se muestra que las respectivas fuerzas tangenciales o circunferenciales F-ia, F-ib y F2a, F2b actúan en el engranaje dentado en la dirección Y mostrada y, por lo tanto, discurren esencialmente ortogonalmente a una dirección de extensión X de la disposición de engranajes 4c, 4d, 4e. En la rueda dentada central 4d está representado a modo de ejemplo en ambos lados el origen de la fuerza en el engrane dentado. La cantidad de fuerzas solo se diferencia en una posible pérdida de eficiencia dentro de una etapa de rueda dentada. Si las dos fuerzas circunferenciales F-ia, F-ib y F2a, F2b en la misma dirección se engloban para formar una fuerza resultante, entonces su línea activa W se encuentra casi en el centro de la rueda dentada 4d. Por lo tanto, los medios de detección 5 según la invención se disponen preferentemente en la línea activa de la fuerza resultante aplicada en la rueda dentada 4d o se disponen de tal manera que estos puedan detectar las fuerzas que se producen en o a lo largo de la línea activa.

[0043] La fig. 3a muestra una vista en perspectiva de la rueda dentada 4d y de los medios de detección 5 correspondientes o asociados a la misma.

[0044] Los medios de detección 5 presentan un transductor de fuerza 5a preferentemente esencialmente en forma de disco, por ejemplo, en forma de una rueda de radios (véase también la fig. 3c), que está configurada de forma integral y/o conectada de forma fija, en particular de forma segura frente a la rotación, con un eje de giro 19 de la rueda dentada 4a. Además, el transductor de fuerza 5a está montado de forma resistente a la rotación en la carcasa 30a, 30b, por ejemplo, por medio de orificios 9a, 9b dispuestos axialmente y pasadores de conexión recibidos en ellos (no mostrados). De forma alternativa a esta configuración, el transductor de fuerza 5a también puede estar montado de manera asegurada en forma en la carcasa. En este caso, el transductor de fuerza 5a puede presentar una forma exterior, por ejemplo, esencialmente trapezoidal (véase la fig.3d), que se puede recibir o alojar de forma segura contra la torsión en una escotadura correspondiente de la carcasa 30a, 30b.

[0045] El transductor de fuerza 5a está dispuesto preferentemente en un lado frontal 6a de la rueda dentada 4d o del eje de giro 19 de la rueda dentada 4d. Los medios de detección 5 presentan preferentemente dos transductores de fuerza 5a configurados preferentemente del mismo modo, que están dispuestos en dos lados frontales 6a, 6b opuestos de la rueda dentada 4a o del eje de giro 19 de la rueda dentada 4d (véase la fig. 3b).

[0046] La rueda dentada 4d comprende preferentemente el eje de giro central 19 con un orificio 19a dispuesto en el mismo, que está configurado para la disposición preferentemente resistente al giro en los medios de salida planos 1 y/o guía de líneas o cables de sensor 13 pertenecientes a los medios de detección 5. El eje 19 presenta preferentemente en ambos lados una sección 19b que sobresale axialmente, que está configurada para el alojamiento del y/o conexión con, al menos, un transductor de fuerza 5a. En particular, la sección 19b puede engranar en un orificio central 8 del transductor de fuerza 5a preferentemente de forma segura contra la torsión. Entre el transductor de fuerza 5a y un cuerpo de eje principal del eje 19 puede estar dispuesto un disco distanciador o perforador 21. Una corona dentada 22 de la rueda dentada 4d está dispuesta de forma libremente rotativa sobre el eje 19 preferentemente por medio de un cojinete de agujas 23.

[0047] El transductor de fuerza 5a presenta un orificio central 8 para conectar el transductor de fuerza 5a con el eje de giro 19 y/o para guiar líneas de sensores 13. El transductor de fuerza 5a tiene preferentemente un contorno exterior circular. Un diámetro exterior d o una extensión radial máxima del transductor de fuerza 5a es preferentemente menor o corresponde esencialmente al círculo de pie de la rueda dentada 4d. Un espesor t del transductor de fuerza 5a se encuentra preferentemente entre 1 y 5 mm, más preferiblemente entre 1 y 2,5 mm.

[0048] El transductor de fuerza 5a presenta al menos dos puntales o nervaduras radiales 7a ,7b preferentemente opuestos entre sí y entalladuras 11a, 11b, 11c, 11d preferentemente esencialmente en forma de arco. El transductor de fuerza 5a puede estar formado por un círculo interior 18a y un círculo exterior 18b configurado coaxialmente a este con puntales o nervaduras 7a,7b,7c,7d que discurren radialmente.

[0049] El transductor de fuerza 5a presenta medios sensores de fuerza integrados o colocados sobre él, que están configurados para detectar una fuerza de compresión y/o de tracción en la dirección radial y/o tangencial a la rueda dentada 4d que se aplica en el transductor de fuerza y, por lo tanto, en el eje de cojinete 19 conectado de forma resistente a la rotación como fuerza de reacción de cojinete. En la forma de realización mostrada en la fig. 3a-3c, los medios sensores de fuerza están formados por galgas extensométricas 12a, 12b colocadas en el transductor de fuerza 5a. Estos están dispuestos en los puntales 7a, 7b que se extienden radialmente y preferentemente opuestos del transductor de fuerza 5a y, por lo tanto, pueden detectar en particular una fuerza de compresión y/o de tracción que actúa en estos puntales durante la interacción de la rueda dentada 4d asociada con las ruedas dentadas 4c,4e que engranan con ella. Los puntales 7a, 7b o los medios sensores de fuerza 12a, 12b están dispuestos preferentemente a lo largo o en paralelo a una línea activa W de la fuerza resultante aplicada en la rueda dentada 4d en la disposición de engranajes respectiva (véase también la fig. 6).

[0050] Mediante el cableado de sensores 13 se puede emitir una señal proporcionada de otra manera usual y conocida para el tratamiento y evaluación posteriores. Preferentemente, mediante las galgas extensométricas como medio sensor de fuerza se genera una variación de tensión debido a una deformación elástica por fuerzas radiales, que se proporciona para la evaluación de señal electrónica y en particular para la determinación y/o supervisión de un par en el lado de salida. Para la emisión de la señal de valor de medición para la evaluación de señal electrónica, el dispositivo también puede presentar medios para la transmisión de señal inalámbrica (no mostrado). La evaluación de señal se puede realizar con medios de cálculo asociados al dispositivo o conectables con este (no mostrados), que calculan o supervisan, por ejemplo, el par asociado o aplicado en base a una señal de tensión emitida. Esto se puede realizar, por ejemplo, en base a tablas de comparación almacenadas en una base de datos. Dado que la rueda dentada 4d y el transductor de fuerza 5a según la invención conectado a la misma se engranan directamente con el dentado 4a del grupo constructivo de salida 3, que a su vez introduce directamente el par de salida para el propósito de atornillado en el compañero de atornillado 20, en caso de pérdida insignificante de esta pareja de par para la solución de la tarea según la invención, la señal del sensor de fuerza puede reproducir o supervisar de manera muy precisa, a prueba de fallos y reproducible las relaciones de par reales en el lado de salida en los medios de salida planos.

[0051] Las fig. 4a y 4b muestran otra forma de realización preferida de los medios de detección 5 según la invención, donde el transductor de fuerza 5a presenta medios sensores de presión hidráulicos o neumáticos. En particular, el o los transductores de fuerza 5a presentan al menos una o preferiblemente dos cámaras 14a, 14b adecuadas en forma de escotaduras o cavidades en las que está dispuesto o incorporada un fluido adecuado. Las cámaras 14a, 14b están dispuestas preferentemente opuestas en el transductor de fuerza 5a y reflejadas a lo largo de un eje A que divide el transductor de fuerza 5a por la mitad. Una variación de presión hidráulica o neumática en las cámaras 14a ,14b que se produce por la interacción de la rueda dentada 4d con las ruedas dentadas 4c, 4e que engranan con ella se puede detectar por medio de sensores de presión adecuados, asociados a las cámaras 14a,14b. Una transmisión a sensores de presión dispuestos externamente al transductor de fuerza 5a se puede realizar por medio de conductos 14c, 14d adecuados. Las cámaras 14a, 14b pueden presentar en cada caso una abertura de llenado y/o ventilación 24, que se puede cerrar selectivamente con un tapón correspondiente (no mostrado). A través de los medios sensores se puede realizar entonces una salida de señal electrónica correspondiente, a través de la cual se puede inferir el par que se aplica en la rueda dentada 4d.

[0052] Como se muestra en la fig. 4b, los medios de detección 5 presentan preferentemente dos receptores de fuerza 5a, que están dispuestos en ambos lados frontales 6a, 6b de la rueda dentada 4d o del eje de giro 19. Las respectivas cámaras 14a, 14b están conectadas o acopladas en este caso preferentemente por medio de canales 25 configurados o guiados aquí preferentemente en el eje de giro 19.

[0053] La fig. 5 muestra otra forma de realización preferida de los medios de detección 5 según la invención, donde el transductor de fuerza 5a presenta una masa polimérica que contiene grafeno con conductividad eléctrica variable como medio sensor. En particular, el transductor de fuerza 5a presenta al menos una o preferentemente dos cámaras 15a, 15b adecuadas en forma de escotaduras o cavidades, en las que está incorporada la masa polimérica que contiene grafeno, y que está en contacto con respectivamente las líneas eléctricas 16a, 16b y 17a, 17b correspondientes. Las cámaras 15a, 15b están dispuestas preferentemente en forma de espejo a lo largo de un eje B que divide el transductor de fuerza 5a por la mitad. Dentro de las cámaras 15a, 15b están dispuestos preferentemente elementos de resorte 26 que se extienden radialmente como elementos estructurales de apoyo.

[0054] En el caso de un par aplicado en la rueda dentada 4d y, por lo tanto, en el caso de una fuerza de reacción que se produce en el transductor de fuerza 5a que interactúa con él, se modifica la conductividad eléctrica de la masa polimérica que contiene grafeno, por lo que se puede emitir una señal de sensor dependiente del par para la evaluación de señal electrónica.

[0055] Las formas de realización descritas anteriormente son meramente a modo de ejemplo, donde la invención no se limita en modo alguno a las formas de realización mostradas en las figuras.

Claims (12)

1. REIVINDICACIONES

   I. Dispositivo de atornillado (10) para la aplicación de un par sobre

   un compañero de atornillado (20), que presenta medios de salida planos (1), que presentan una salida (1b) conectable de forma separable con el compañero de atornillado (20), así como un accionamiento (1a) solicitable de forma manual o mecánica con un par de accionamiento, en particular a través de un dentado angular y/o cónico intermedio (31), y

   medios de detección (5) previstos en una carcasa (30) de los medios de salida planos (1) para la facilitación de valores de medición para la determinación y/o supervisión de un par de salida que actúa en el lado de salida sobre el compañero de atornillado,

   caracterizado porque

   los medios de detección (5) están configurados de modo que estos pueden detectar una fuerza radial y/o fuerza tangencial que actúa sobre una rueda dentada (4d) preferentemente dentada recta y que conecta el accionamiento y la salida de los medios de salida planos (1) transmitiendo el par y pueden proporcionarlas para la evaluación de señal electrónica, y porque los medios de detección (5) presentan un transductor de fuerza (5a) esencialmente en forma de disco con medios sensores de fuerza integrados, que están configurados para detectar una fuerza de compresión y/o tracción aplicada al transductor de fuerza (5a) en la dirección radial y/o tangencial,

   donde los medios sensores de fuerza integrados están formados por galgas extensométricas (12a, 12b) aplicadas en el transductor de fuerza (5a), que están dispuestas en puntales (7a, 7b) que se extienden radialmente y opuestos del transductor de fuerza (5a), o

   donde los medios sensores de fuerza integrados están formados por una masa polimérica (15a ,15b) que contiene grafeno, colocada o integrada en el transductor de fuerza (5a) con conductividad eléctrica variable.
2. 2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de salida planos (1) presentan la rueda dentada (4) que interactúa con los medios de detección (5) según la invención entre un grupo constructivo de accionamiento (2) que presenta un dentado y que configura el accionamiento (1a) y un grupo constructivo de salida (3) que presenta un dentado y que configura la salida (1b), o porque la rueda dentada (4d) que interactúa con los medios de detección (5) según la invención está comprendida por un grupo constructivo de salida (3).
3. 3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque los medios de salida planos (1) presentan una pluralidad de ruedas dentadas (4a, 4b ,4c, 4d, 4e) que configuran una disposición de engranajes entre el accionamiento (1a) y la salida (1b), donde la rueda dentada (4d) que interactúa con los medios de detección (5) según la invención es una de las ruedas dentadas (4a, 4b ,4c, 4d, 4e) que forman la disposición de engranajes.
4. 4. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los medios de salida planos (1) presentan una pluralidad de ruedas dentadas (4a, 4b ,4c, 4d, 4e) cuyos ejes de giro se extienden preferentemente en un plano común.
5. 5. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el transductor de fuerza (5a) está dispuesto en una línea activa (W), que se extiende radialmente con respecto a la rueda dentada, de la fuerza resultante aplicada a la rueda dentada (4d).
6. 6. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el transductor de fuerza (5a) está dispuesto en un lado frontal (6a) de la rueda dentada y preferentemente de forma coaxial a esta.
7. 7. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el transductor de fuerza (5a) está conectado fijamente o configurado integralmente con un cojinete (19) de la rueda dentada (4d).
8. 8. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la masa polimérica (15a, 15b) que contiene grafeno es una masilla de recuperación a base de silicona con contenido de boro.
9. 9. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios de detección (5) presentan medios para la transmisión de señal preferentemente inalámbrica de una señal de valor de medición correspondiente al par de salida detectado y/o que lo supervisa.
10. 10. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios de detección (5) presentan medios de interfaz y/o de preparación de señales electrónicos, así como medios de suministro de energía eléctricos.
11. I I . Dispositivo según la reivindicación 10, caracterizado porque los medios de suministro de energía eléctricos están realizados como medios generadores eléctricos que interactúan con un componente móvil, en particular giratorio, de los medios de salida planos.
12. 12. Sistema de atornillado (40) portátil o estacionario, que presenta el dispositivo de atornillado (10) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, así como medios de generación de par de accionamiento (30) conectados en el lado de accionamiento con los medios de salida planos.