ES2556883T3 - Tightening tool and its procedure - Google Patents
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Abstract
Herramienta de apriete que incluye: - una empuñadura (1) de aprehensión que tiene una dirección X longitudinal, - una pluralidad de piezas de accionamiento intercambiables adecuadas cada una para accionar en rotación un órgano de apriete, - una parte (23) del accionamiento configurada para transmitir un par ejercido desde la empuñadura (1) de manera que se produzca un apriete sobre una pieza de accionamiento entre la pluralidad de piezas de accionamiento intercambiables, - un dispositivo de determinación del par, caracterizada porque la pluralidad de piezas de accionamiento intercambiables comprende al menos una primera pieza de accionamiento configurada para accionar en rotación al órgano de apriete según una dirección paralela a la dirección X longitudinal y al menos una segunda pieza de accionamiento configurada para accionar en rotación al órgano de apriete según una segunda dirección diferente de la dirección longitudinal y porque incluye unos medios de detección de la dirección del par.Clamping tool that includes: - a clamping handle (1) having a longitudinal X direction, - a plurality of interchangeable actuating parts each suitable for rotating a clamping member, - a part (23) of the configured drive for transmitting a torque exerted from the handle (1) so that a tightening occurs on a drive piece between the plurality of interchangeable drive parts, - a torque determining device, characterized in that the plurality of interchangeable drive parts comprises at least a first drive part configured to rotate the clamping member in rotation according to a direction parallel to the longitudinal X direction and at least a second drive piece configured to rotate the clamping member in a second direction different from the direction longitudinal and because it includes detection means of the direction of the pair.
Description
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DESCRIPCIONDESCRIPTION
Herramienta de apriete y su procedimientoTightening tool and its procedure
La presente invencion se refiere a una herramienta de apriete segun el preambulo de la reivindicacion 1 que permite la fijacion, en particular por atornillado, de cualquier organo mecanico. Se podra tratar tipicamente de tornillos o de pernos.The present invention relates to a tightening tool according to the preamble of claim 1 which allows the fixing, in particular by screwing, of any mechanical organ. It could be typically screws or bolts.
La invencion se refiere tambien a un procedimiento de determinacion del par durante un apriete segun el preambulo de la reivindicacion 14. Una herramienta de ese tipo y un procedimiento de ese tipo son conocidos por el documento EP 1 022 097 A2.The invention also relates to a method of determining the torque during a tightening according to the preamble of claim 14. Such a tool and such a method are known from EP 1 022 097 A2.
Antecedentes tecnologicosTechnological background
El documento FR-A1-2 843 326 muestra una llave dinamometrica que comprende un cuerpo deformable elasticamente y que lleva dos extensometros dispuestos a unas distancias diferentes del eje de apriete y unidos en un circuito en puente de Wheatstone y unos medios de procesamiento de las senales procedentes de los dos extensometros con el fin de determinar el valor del par de apriete. Segun este documento, el cuerpo deformable elasticamente se puede conectar a diferentes alargaderas con el fin de asegurar a la vez una extension de la medicion del par elevada y una gran precision de la medicion. Ademas, los dos emplazamientos diferentes de los extensometros permiten la determinacion del par de flexion en dos puntos diferentes con el fin de obtener la distancia entre la posicion de la mano sobre la llave y el eje de atornillado.Document FR-A1-2 843 326 shows a torque wrench comprising an elastically deformable body and carrying two extensometers arranged at different distances from the tightening axis and connected in a Wheatstone bridge circuit and signal processing means from the two extensometers in order to determine the value of the tightening torque. According to this document, the elastically deformable body can be connected to different extensions in order to ensure both an extension of the high torque measurement and high measurement accuracy. In addition, the two different locations of the extensometers allow the determination of the bending torque at two different points in order to obtain the distance between the position of the hand on the key and the screw shaft.
Un inconveniente de la llave dinamometrica descrita es que no se puede asegurar un apriete preciso con un par reducido, provocado por el propio peso de la palanca de la llave que aplica una fuerza sobre la empunadura de la llave y tambien transmite un par al elemento de fijacion.A drawback of the torque wrench described is that a precise tightening with a reduced torque cannot be ensured, caused by the weight of the key lever itself that applies a force on the key grip and also transmits a torque to the element of fixation.
Otro inconveniente, eventualmente ligado al anterior, es que esta llave dinamometrica no ofrece mas que una configuracion de utilizacion en la que la empunadura de la llave y el eje de atornillado forman un angulo de 90°.Another drawback, possibly linked to the previous one, is that this torque wrench offers nothing more than a configuration of use in which the grip of the key and the screwed axis form an angle of 90 °.
La invencion permite remediar en todo o en parte los inconvenientes de las tecnicas existentes y propone en particular una herramienta de apriete segun la reivindicacion 1 cuyo intervalo de utilizacion se extiende con relacion a la tecnica anterior. En particular, la invencion permite un atornillado a la vez bajo la forma de llave y bajo la forma de destornillador, mientras se puede asegurar una determinacion del par de apriete en estos dos modos de funcionamiento gracias a una deteccion de la direccion del par.The invention allows the inconvenience of existing techniques to be remedied in whole or in part and proposes in particular a clamping tool according to claim 1, the range of which is extended in relation to the prior art. In particular, the invention allows one screw at the same time in the form of a wrench and in the form of a screwdriver, while a determination of the tightening torque in these two modes of operation can be ensured thanks to a detection of the torque direction.
Otro objetivo de la presente invencion es proporcionar al usuario la posibilidad de maniobrar o bien por rotacion alrededor de su propio eje longitudinal referido como “x” en las representaciones posteriores del presente documento, haciendolo coincidir con el eje principal del elemento de fijacion alrededor del que este debe girar para asegurar el atornillado, o bien pivotando la invencion perpendicularmente al eje principal del elemento de fijacion y efectuando la rotacion destinada a ejercer el par de apriete alrededor del eje principal, referido como “z” en las representaciones posteriores del presente documento, del elemento de fijacion.Another objective of the present invention is to provide the user with the possibility of maneuvering or by rotating around his own longitudinal axis referred to as "x" in the subsequent representations of this document, making it coincide with the main axis of the fixing element around which this must rotate to ensure the screwing, or by pivoting the invention perpendicularly to the main axis of the fixing element and performing the rotation intended to exert the tightening torque around the main axis, referred to as "z" in the subsequent representations of this document, of the fixing element.
A esto se anade un dispositivo de determinacion del par, ventajosamente con unos medios electronicos que permiten la medicion del par de apriete y la medicion del angulo de apriete en los dos sentidos de trabajo utilizando unas alargaderas extrafbles de longitudes diferentes, y la deteccion automatica de dichas alargaderas o utilizando unas alargaderas fijas con el fin de adaptar los parametros de procesamiento y obtener un valor de par siempre fiel cualquiera que sea el organo de accionamiento utilizado.To this is added a device for determining the torque, advantageously with electronic means that allow the measurement of the tightening torque and the measurement of the tightening angle in the two working directions using removable extensions of different lengths, and the automatic detection of said extensions or using fixed extensions in order to adapt the processing parameters and obtain an always faithful torque value whatever the drive organ used.
Sumario de la invencionSummary of the invention
Un aspecto de la invencion se refiere a una herramienta de apriete que incluye: una empunadura de aprehension que tiene una direccion X longitudinal, una pluralidad de piezas de accionamiento intercambiables adecuadas cada una para accionar en rotacion a un organo de apriete, una parte del accionamiento configurada para transmitir un par ejercido desde la empunadura de manera que se produzca un apriete sobre una pieza de accionamiento entre la pluralidad de piezas de accionamiento intercambiables y un dispositivo de determinacion del par, la pluralidad de piezas de accionamiento intercambiables comprende al menos una primera pieza de accionamiento configurada para accionar en rotacion al organo de apriete segun una direccion paralela a la direccion X longitudinal y al menos una segunda pieza de accionamiento configurada para accionar en rotacion al organo de apriete segun una segunda direccion diferente de la direccion longitudinal y por que incluye unos medios de deteccion de la direccion del par.One aspect of the invention relates to a clamping tool that includes: a clamping grip having a longitudinal X direction, a plurality of interchangeable actuating parts each suitable for rotational actuation of a clamping organ, a part of the actuation configured to transmit a torque exerted from the handle so that a tightening occurs between a plurality of interchangeable actuators and a torque determination device, the plurality of interchangeable actuators comprises at least a first piece of drive configured to rotate the tightening device in rotation according to a direction parallel to the longitudinal X direction and at least a second drive piece configured to rotate the tightening body according to a second direction different from the longitudinal direction and why it includes a means of detecting the address cion of the pair.
Segun otro aspecto de la invencion, se presenta un procedimiento de determinacion del par durante el apriete de un organo de apriete por medio de una herramienta de apriete que incluye una empunadura de aprehension que tiene una direccion X longitudinal, una pluralidad de piezas de accionamiento intercambiables adecuadas cada una para accionar en rotacion a un organo de apriete, configurada una parte del accionamiento para transmitir un par ejercido desde la empunadura de manera que se produzca un apriete sobre una pieza de accionamiento entre la pluralidad de piezas de accionamiento intercambiables, procedimiento en el que se utiliza una herramienta de apriete en la que la pluralidad de piezas de accionamiento intercambiables comprende al menos una primera pieza de accionamientoAccording to another aspect of the invention, a method of determining the torque is presented during the tightening of a tightening body by means of a tightening tool that includes a clamping grip having a longitudinal X direction, a plurality of interchangeable drive parts each suitable for rotating a tightening organ, a part of the drive configured to transmit a torque exerted from the handle so that a tightening occurs on a drive piece between the plurality of interchangeable drive parts, procedure in the that a clamping tool is used in which the plurality of interchangeable drive parts comprises at least a first drive piece
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configurada para accionar en rotacion al organo de apriete segun una direccion paralela a la direccion X longitudinal y al menos una segunda pieza de accionamiento configurada para accionar en rotacion al organo de apriete segun una segunda direccion diferente de la direccion longitudinal y por que incluye: una etapa de deteccion de la direccion del par y una etapa de calculo del par en la que los parametros de calculo estan adaptados en funcion de la direccion del par detectada.configured to rotate the tightening body in rotation according to a direction parallel to the longitudinal X direction and at least a second drive part configured to rotate the tightening body according to a second direction different from the longitudinal direction and because it includes: a stage of detection of the direction of the pair and a stage of calculation of the pair in which the calculation parameters are adapted according to the direction of the detected pair.
Breve introduccion de los dibujosBrief introduction of the drawings
Los dibujos adjuntos al presente documento se dan a tftulo de ejemplo y no son limitativos de la invencion. Representan solamente un modo de realizacion de la invencion y permitiran comprenderla facilmente.The drawings attached to this document are given by way of example and are not limiting of the invention. They represent only one way of carrying out the invention and will allow it to be easily understood.
- La figura 1 es una vista en perspectiva de una llave dinamometrica de acuerdo con la invencion.- Figure 1 is a perspective view of a torque wrench according to the invention.
- La figura 2 es una vista en seccion longitudinal de la herramienta de la invencion.- Figure 2 is a longitudinal sectional view of the tool of the invention.
- La figura 3 muestra una vista en despiece de una parte de la empunadura de la herramienta.- Figure 3 shows an exploded view of a part of the tool handle.
- La figura 4 presenta una parte de alojamiento que puede recibir ciertos constituyentes de la invencion.- Figure 4 shows a housing part that can receive certain constituents of the invention.
- La figura 5 muestra un modo de realizacion del cuerpo deformable.- Figure 5 shows an embodiment of the deformable body.
- La figura 6 presenta un casquillo adecuado para formar parte de una pieza de accionamiento que ilustra unas etapas de procesamiento de las senales.- Figure 6 shows a suitable bushing to be part of a drive piece that illustrates signal processing steps.
- La figura 8 presenta un procesamiento alternativo al de la figura 7.- Figure 8 presents an alternative processing to that of Figure 7.
- La figura 9 muestra un ejemplo de implantacion del extensometro.- Figure 9 shows an example of implanting the extensometer.
Descripcion detalladaDetailed description
Antes de presentar en detalle unas posibilidades no limitativas de realizacion de la invencion con referencia a los dibujos introducidos en el presente documento anteriormente, se enumeran en el presente documento a continuacion unas opciones que puede presentar la invencion individualmente o segun cualquier combinacion.Before presenting in detail some non-limiting possibilities of carrying out the invention with reference to the drawings introduced in the present document above, some options that the invention can present individually or according to any combination are listed below.
- El dispositivo de determinacion del par de apriete comprende un primer programa de ordenador de determinacion del par aplicable para la primera pieza de accionamiento y un segundo programa de determinacion del par aplicable para la segunda pieza de accionamiento, y los medios de deteccion de la direccion del par estan configurados para suministrar al dispositivo de determinacion del par de apriete una primera senal de deteccion de una direccion del par paralela a la direccion longitudinal y una segunda senal diferente de la primera senal con la deteccion de una direccion del par segun la segunda direccion, el dispositivo de determinacion del par esta configurado para aplicar el primer programa de determinacion con la recepcion de la primera senal y para aplicar el segundo programa de determinacion con la recepcion de la segunda senal.- The device for determining the tightening torque comprises a first computer program for determining the torque applicable for the first drive piece and a second program for determining the torque applicable for the second drive piece, and the direction detection means of the torque are configured to provide the torque determination device with a first signal to detect a direction of the parallel parallel to the longitudinal direction and a second signal different from the first signal with the detection of a direction of the torque according to the second direction , the torque determination device is configured to apply the first determination program with the reception of the first signal and to apply the second determination program with the reception of the second signal.
- La parte de accionamiento incluye un cuerpo deformable al menos en parte integrado en el volumen interior de la empunadura y en el que el dispositivo de determinacion incluye al menos dos extensometros situados en unas zonas del cuerpo deformable diferentes segun la direccion longitudinal.- The actuation part includes a deformable body at least partly integrated in the internal volume of the handle and in which the determination device includes at least two extensometers located in different deformable body areas according to the longitudinal direction.
- Las zonas del cuerpo deformable en las que se situan los extensometros tienen unas direcciones transversales diferentes en la direccion longitudinal.- The deformable body areas in which the extensometers are located have different transverse directions in the longitudinal direction.
- Los dos extensometros estan configurados para suministrar cada uno un valor (E1, E2) de deformacion en un plano definido por la direccion longitudinal y la segunda direccion y en el que los medios de deteccion estan configurados para detectar, para los valores de deformacion, unos signos identicos que corresponden a una direccion del par paralela a la direccion longitudinal y para detectar unos signos opuestos que corresponden a una direccion del par segun la segunda direccion.- The two extensometers are configured to each provide a strain value (E1, E2) in a plane defined by the longitudinal direction and the second direction and in which the detection means are configured to detect, for deformation values, identical signs that correspond to a direction of the pair parallel to the longitudinal direction and to detect opposite signs that correspond to a direction of the pair according to the second direction.
- El cuerpo deformable comprende un primer plano y un segundo plano paralelos entre sf y en el que cada extensometro comprende dos pares de juegos de calibres dispuestas en unos planos diferentes entre el primer plano y el segundo plano.- The deformable body comprises a first plane and a second plane parallel to each other and in which each extensometer comprises two pairs of sets of gauges arranged in different planes between the first plane and the second plane.
- Cada juego de calibres incluye un primer calibre y un segundo calibre dispuesta simetricamente a 45° alrededor de la direccion longitudinal.- Each set of gauges includes a first caliber and a second caliber symmetrically arranged at 45 ° around the longitudinal direction.
- Cada juego de calibres incluye un primer calibre y un segundo calibre dispuestas respectivamente segun el eje x longitudinal y perpendicular al eje x longitudinal, estando unidas los primeros y segundos calibres de los extensometros en puente de Wheatstone, de manera que proporcionen una indicacion de la flexion del cuerpo deformable, y un tercer calibre orientado a 45° con relacion a los primeros y segundos calibres, estando unidos los terceros calibres en dos puentes de Wheatstone de manera que proporcionen una indicacion de la torsion del cuerpo deformable.- Each set of gauges includes a first caliber and a second caliber arranged respectively according to the longitudinal x axis and perpendicular to the longitudinal x axis, the first and second calipers of the Wheatstone bridge extensometers being joined, so as to provide an indication of the deformation of the deformable body, and a third caliber oriented at 45 ° in relation to the first and second calipers, the third calipers being joined in two Wheatstone bridges so as to provide an indication of the deformation of the deformable body.
- El cuerpo deformable incluye un conducto longitudinal de transmision de senales electricas.- The deformable body includes a longitudinal conduit for the transmission of electrical signals.
- Unos medios de deteccion automatica de tipos de piezas de accionamiento estan configurados para generar una senal electrica diferente para cada tipo de pieza de accionamiento, siendo transmitida dicha senal electrica en direccion al dispositivo de determinacion, desde un extremo distal del cuerpo deformable hasta el otro extremo del cuerpo deformable a traves del conducto.- Automatic means for detecting types of drive parts are configured to generate a different electrical signal for each type of drive piece, said electrical signal being transmitted in the direction of the determination device, from one distal end of the deformable body to the other. deformable body end through the duct.
- Al menos una entre las piezas de accionamiento incluye un casquillo que puede conectarse al extremo distal del cuerpo deformable, llevando el casquillo un organo de identificacion que tiene un valor de resistencia espedfico y que cierra un circuito electrico de deteccion y que coopera con un sensor para formar los medios de deteccion automatica.- At least one of the drive parts includes a bushing that can be connected to the distal end of the deformable body, the bushing carrying an identification organ that has a specific resistance value and that closes an electrical detection circuit and cooperates with a sensor to form the means of automatic detection.
- Los medios de deteccion comprenden al menos uno de entre: un goniometro sensible a los angulos alrededor de- The detection means comprise at least one of: an angle sensitive goniometer around
la direccion longitudinal y alrededor de la segunda direccion, un giroscopio sensible a las velocidades segun la direccion longitudinal y la segunda direccion, un acelerometro sensible a las aceleraciones segun la direccion longitudinal y la segunda direccion.the longitudinal direction and around the second direction, a velocity sensitive gyroscope according to the longitudinal direction and the second direction, an acceleration sensitive accelerometer according to the longitudinal direction and the second direction.
- El dispositivo de determinacion del par incluye al menos una tarjeta electronica de procesamiento digital que- The torque determination device includes at least one electronic digital processing card that
5 comprende un procesador y unos medios de almacenamiento de datos.5 comprises a processor and data storage means.
La figura 1 ilustra una parte de la herramienta segun la invencion. Una empunadura 1 constituye la parte de aprehension por el usuario. En el ejemplo comprende, repartidas sobre su periferia externa, unas partes 4 de contacto que ofrecen rozamiento incrementado de manera que se eviten los deslizamientos durante la manipulacion de la herramienta. En su extremo representado a la izquierda en la figura 1, la empunadura 1 recibe un tapon 3 que 10 cierra un espacio inferior definido por un cuerpo 2 de la empunadura 1.Figure 1 illustrates a part of the tool according to the invention. A handle 1 constitutes the apprehension part by the user. In the example, it comprises, distributed on its outer periphery, contact parts 4 that offer increased friction so as to avoid slipping during the manipulation of the tool. At its end shown on the left in Figure 1, the handle 1 receives a plug 3 that closes a lower space defined by a body 2 of the handle 1.
Se ha representado la direccion longitudinal de la empunadura 1 por la letra x y una direccion transversal por la letra z. La figura 5 representa estas direcciones en una referencia ortogonal x, y, z.The longitudinal direction of the handle 1 is represented by the letter x and a transverse direction by the letter z. Figure 5 represents these directions in an orthogonal reference x, y, z.
En el lado opuesto del tapon 3 segun la direccion x longitudinal, otra parte de la herramienta desemboca desde la empunadura 1 en la forma de una parte 23 de accionamiento.On the opposite side of the plug 3 according to the longitudinal x direction, another part of the tool flows from the handle 1 in the form of an actuating part 23.
15 Esto es mas visible en la figura 2 que revela que la parte 23 es un extremo distal de un cuerpo 14 de prueba mediante el que puede transmitirse un par de apriete, ejercido desde la empunadura 1, a un organo de apriete. La parte 23 de accionamiento incluye un perfil y unas dimensiones adaptadas a la transmision mecanica del par hacia una pieza de accionamiento. En la figura 2, una parte de una pieza de accionamiento de ese tipo es visible bajo la forma de un casquillo 24, tambien visible en la figura 6. Un primer extremo del casquillo 24 incluye una cavidad de 20 acoplamiento 26 en la que se puede insertar otra parte (no representada) de una pieza de accionamiento, mientras se mantiene la transmision del par de apriete.15 This is most visible in Figure 2 which reveals that part 23 is a distal end of a test body 14 through which a tightening torque, exerted from the handle 1, can be transmitted to a tightening organ. The drive part 23 includes a profile and dimensions adapted to the mechanical transmission of the torque to a drive piece. In Figure 2, a part of such a drive part is visible in the form of a bushing 24, also visible in Figure 6. A first end of the bushing 24 includes a cavity of coupling 26 in which it is possible insert another part (not shown) of a drive piece, while maintaining the torque transmission.
Segun la invencion, la herramienta coopera con unas piezas de accionamiento:According to the invention, the tool cooperates with drive parts:
- una o unas piezas de accionamiento para las que el eje de atornillado del organo de apriete esta dirigido segun la direccion longitudinal x. El apriete se realiza entonces con un funcionamiento en modo “destornillador”. Puede- one or a few drive parts for which the screw shaft of the tightening body is directed according to the longitudinal direction x. The tightening is then carried out with a “screwdriver” mode operation. May
25 haber varias piezas de accionamiento de este tipo, principalmente segun el conector del organo de apriete o la25 there are several actuators of this type, mainly according to the connector of the tightening body or the
longitud de la pieza requerida para la aplicacion;length of the part required for the application;
- una o varias piezas de accionamiento para las que el eje de atornillado (a la altura, por ejemplo de una cabeza de trinquete) es oblicuo —muy preferentemente ortogonal— al eje x longitudinal. El funcionamiento es entonces en modo llave. Varias de estas piezas pueden implementarse, principalmente segun la longitud del brazo de- one or more drive parts for which the screwed shaft (at the height, for example of a ratchet head) is oblique - very preferably orthogonal - to the longitudinal x-axis. The operation is then in key mode. Several of these pieces can be implemented, mainly according to the arm length of
30 palanca requerido por la aplicacion para ejercer el par necesario sobre el organo de apriete.30 lever required by the application to exert the necessary torque on the tightening body.
Se comprende que en el primer caso anterior, la herramienta es solicitada en torsion alrededor del eje x mientras que es solicitada en flexion alrededor de un eje ortogonal a x (y o z) en el segundo caso.It is understood that in the first case above, the tool is requested in torsion around the x axis while it is requested in bending around an orthogonal axis at x (y or z) in the second case.
Como se ha indicado anteriormente, y tal como se ha representado por las figuras 2 a 4, el cuerpo 2 de la empunadura 1 permite encerrar ciertos otros componentes de la herramienta.As indicated above, and as represented by figures 2 to 4, the body 2 of the handle 1 allows certain other components of the tool to be enclosed.
35 En primer lugar, un alojamiento 7 se monta de modo fijo (por ejemplo mediante unos tornillos) en el volumen del cuerpo 2 y presenta una configuracion alargada que ofrece unas zonas de colocacion de los organos de la herramienta. En un extremo proximal, el alojamiento 7 incluye un emplazamiento 58, configurado para recibir una alimentacion 9 tal como una batena de uno o varios componentes.In the first place, a housing 7 is fixedly mounted (for example by means of screws) on the volume of the body 2 and has an elongated configuration that offers areas for placing the tool organs. At a proximal end, the housing 7 includes a location 58, configured to receive a feed 9 such as a baton of one or more components.
Avanzando segun el eje x, el alojamiento 7 incluye a continuacion un emplazamiento 10 para la recepcion de los 40 medios de procesamiento. Estos ultimos pueden comprender al menos un procesador y unos medios de almacenamiento de datos, principalmente de los codigos de programacion que codifican unos programas de calculo y unos datos de parametrizacion que permiten aplicar al procesamiento de datos unos parametros diferentes segun el tipo de pieza de accionamiento y la direccion del par (torsion o flexion). Los medios de procesamiento estan contenidos ventajosamente en todo o en parte en una o varias tarjetas 11 electronicas. Esta o estas tarjetas 11 45 electronicas presentan tambien ventajosamente cualquier elemento de interfaz para la entrada y/o la salida de informaciones hacia o desde los medios de procesamiento. Principalmente, esa interfaz puede inyectar unas informaciones (senales) de deteccion de la direccion del par o del tipo de pieza de accionamiento. Preferentemente, la interfaz permite tambien el suministro de informaciones de visualizacion o sonoras en direccion (cableada o inalambrica) a una pantalla o un medio de restitucion del sonido.Advancing along the x-axis, the housing 7 then includes a location 10 for receiving the 40 processing means. The latter can comprise at least one processor and data storage means, mainly of the programming codes encoding calculation programs and parameterization data that allow different parameters to be applied to the data processing according to the type of drive piece and the direction of the pair (torsion or flexion). The processing means are advantageously contained in whole or in part on one or more electronic cards 11. This or these electronic cards 11 45 also advantageously present any interface element for the input and / or output of information to or from the processing means. Mainly, that interface can inject some information (signals) of detection of the direction of the pair or of the type of piece of drive. Preferably, the interface also allows the provision of visualization or audible information in the direction (wired or wireless) to a screen or a means of restoring sound.
50 Siguiendo el emplazamiento 10 a lo largo del eje x, el alojamiento 7 incluye un emplazamiento 12 para la conexion a un cuerpo 6 deformable. Este ultimo es visible principalmente en la figura 5. Presenta una parte de conexion 13 adecuada para insertarse en el emplazamiento 12 y fijarse a el (mediante atornillado por ejemplo). Incluye a continuacion un cuerpo de prueba 14 cuya funcion de medida se explicara mas adelante, y posteriormente un extremo distal a la altura del que se realiza la parte de accionamiento 23 y que permite la cooperacion con el 55 casquillo 24 de una de las piezas de accionamiento. El conjunto de empunadura 1, alojamiento 7, cuerpo 6 deformable y pieza de accionamiento se configura de manera que permita la transmision del par ejercido por un usuario al organo de apriete. En este sentido, el cuerpo 6 deformable no es deformable mas que elasticamente y en50 Following the location 10 along the x-axis, the housing 7 includes a location 12 for connection to a deformable body 6. The latter is mainly visible in Figure 5. It has a connection part 13 suitable for insertion into location 12 and fixed to it (by screwing for example). It includes a test body 14 whose measurement function will be explained below, and subsequently a distal end at the height of which the actuation part 23 is made and which allows cooperation with the socket 24 of one of the pieces of drive The handle assembly 1, housing 7, deformable body 6 and drive piece is configured so as to allow the transmission of the torque exerted by a user to the tightening body. In this sense, the deformable body 6 is not deformable other than elastically and in
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unas proporciones reducidas, utiles para unas mediciones, pero no significativas en terminos de perdida del par. Excepto eventualmente la empunadura 1, todas estas piezas son preferentemente metalicas.reduced proportions, useful for measurements, but not significant in terms of loss of torque. With the exception of Empunadura 1, all these pieces are preferably metal.
Es a la altura del cuerpo 6 deformable, y en particular en la zona del cuerpo 14 de prueba, en la que se realizan unas mediciones adecuadas que sirven para la determinacion del par.It is at the height of the deformable body 6, and in particular in the area of the test body 14, in which suitable measurements are made that serve to determine the torque.
En el caso de las figuras 5 a 9, el cuerpo 6 comprende un cuerpo 14 de prueba de seccion mas pequena que la parte de conexion 13 y la parte 23 de accionamiento. Este cuerpo 14 de prueba es el lugar de una deformacion durante la aplicacion de un par de apriete. Esta deformacion es debida, o bien a una torsion del eje x, o bien a una flexion del eje transversal a x. El cuerpo 14 de prueba es preferentemente plano de manera que define dos planos 15, 16 paralelos entre sf y al eje x. El cuerpo 14 de prueba comprende ademas dos secciones 17, 18 sucesivas segun el eje x y de areas diferentes en seccion transversal, por ejemplo mediante la formacion de una reduccion del ancho a la altura de la seccion 17.In the case of Figures 5 to 9, the body 6 comprises a section test body 14 smaller than the connection part 13 and the actuation part 23. This test body 14 is the place of a deformation during the application of a tightening torque. This deformation is due either to a twisting of the x axis, or to a flexion of the transverse axis at x. The test body 14 is preferably flat so that it defines two planes 15, 16 parallel between sf and the x axis. The test body 14 further comprises two successive sections 17, 18 according to the x-axis and of different areas in cross section, for example by forming a width reduction at the height of section 17.
La figura 5 esquematiza la implantacion de extensometros 19, 21, que pueden ser de concepcion normal, a la altura respectivamente de la seccion 17 y de la seccion 18. La figura 9 muestra mas en detalle estos extensometros que consisten cada uno en cuatro calibres de deformacion de las que un par de calibres se montan sobre un plano 15 y el segundo se monta sobre el plano opuesto 16, y cada par esta compuesto por un calibre de deformacion girado 45° con relacion al eje longitudinal del cuerpo deformable elasticamente y 90° con relacion al segundo calibre, y estan todas ventajosamente conectadas en un circuito de puente de Wheatstone con el fin de determinar la deformacion por emplazamiento.Figure 5 schematizes the implantation of extensometers 19, 21, which can be of normal conception, at the height respectively of section 17 and section 18. Figure 9 shows in more detail these extensometers that each consist of four calibres of deformation of which a pair of gauges are mounted on a plane 15 and the second is mounted on the opposite plane 16, and each pair is composed of a strain gauge rotated 45 ° in relation to the longitudinal axis of the elastically deformable body and 90 ° in relation to the second caliber, and they are all advantageously connected in a Wheatstone bridge circuit in order to determine the deformation by location.
Segun una variante, las extensiones 17 y 18 consisten cada una en una roseta de calibres de deformacion situada sobre un plano y el plano opuesto y que contienen tres calibres girados 0°, 45° y 90° y que tienen unos calibres de deformacion longitudinales y transversales conectadas en un circuito de Wheatstone y los calibres de deformacion diagonales en otro circuito de Wheatstone con el fin de obtener la deformacion longitudinal y diagonal por emplazamiento.According to one variant, the extensions 17 and 18 each consist of a rosette of deformation gauges located on a plane and the opposite plane and containing three calibrated rotated 0 °, 45 ° and 90 ° and having longitudinal strain gauges and transverse connected in a Wheatstone circuit and the diagonal strain gauges in another Wheatstone circuit in order to obtain the longitudinal and diagonal deformation by location.
La figura 9 muestra la primera configuracion con los calibres 20, 22. La estructura en puente de Wheatstone es bien conocida y se emplea aqrn de manera convencional. Los elementos sensibles resistivos tales como los extensometros estan conectados de manera conocida, en un circuito en puente de Wheatstone, traduciendo la deformacion del cuerpo deformable elasticamente en diferencia de resistencia. El circuito del puente esta alimentado por la alimentacion electrica y controlado por los medios electronicos de las tarjetas 11 electronicas.Figure 9 shows the first configuration with calibers 20, 22. The Wheatstone bridge structure is well known and is used here in a conventional manner. Resistive sensitive elements such as extensometers are connected in a known way, in a Wheatstone bridge circuit, translating the deformation of the elastically deformable body into a resistance difference. The bridge circuit is powered by electric power and controlled by electronic means of electronic cards 11.
Esta disposicion de calibres permite, aplicando unos parametros apropiados para el tipo de pieza de accionamiento, determinar el par aplicado. Los extensometros 19 y 21 asociados a los medios transportados por la o las tarjetas 11 electronicas participan de ese modo en la formacion de un dispositivo de determinacion del valor del par.This arrangement of gauges allows, by applying appropriate parameters for the type of drive piece, to determine the applied torque. The extensometers 19 and 21 associated with the means transported by the electronic card (s) 11 thus participate in the formation of a device for determining the value of the pair.
Los medios de procesamiento permiten la determinacion del valor del par de apriete en funcion de los valores M1, M2 procedentes de los extensometros 19, 21.The processing means allow the determination of the value of the tightening torque as a function of the values M1, M2 from the strain gauges 19, 21.
Estos medios de procesamiento incluyen preferentemente unos medios digitales que disponen de un procesador tal como un microcontrolador, un convertidor analogico a digital. La senal x electrica (representando para cada extensometro 19, 21 un valor de medicion m1, m2) es recibida en un amplificador de concepcion normal adecuado para incrementar el nivel de salida. Se obtiene un valor X amplificado en la salida del amplificador. Este valor X se inyecta en un convertidor de tipo conversor analogico a digital para la obtencion de un valor discreto Xd que constituye un valor numerico representativo de los valores electricos procedentes de los extensometros 19, 21.These processing means preferably include digital means that have a processor such as a microcontroller, an analog to digital converter. The electrical signal x (representing for each strain gauge 19, 21 a measurement value m1, m2) is received in a normal amplifier of adequate design to increase the output level. An amplified X value is obtained at the amplifier output. This X value is injected into an analog to digital converter type converter to obtain a discrete value Xd that constitutes a representative numerical value of the electrical values from the extensometers 19, 21.
Estos valores numericos Xd se reciben en el microcontrolador para su procesamiento. En la salida, se obtiene el valor del par deseado.These numerical values Xd are received in the microcontroller for processing. At the output, the desired torque value is obtained.
Segun un modo de realizacion particular de la herramienta, el valor del par c obtenido es independiente de la zona de aprehension de la herramienta por el usuario.According to a particular embodiment of the tool, the value of the obtained torque c is independent of the area of apprehension of the tool by the user.
De manera caractenstica, esta independencia de la medicion se produce por los medios de procesamiento considerados en este caso.Characteristically, this measurement independence is produced by the processing means considered in this case.
Mas precisamente, existe una relacion matematica entre las senales emitidas por los dos extensometros 19, 21 (M1, M2 tras la conversion digital) y el valor del par buscado.More precisely, there is a mathematical relationship between the signals emitted by the two extensometers 19, 21 (M1, M2 after the digital conversion) and the value of the sought pair.
Esta relacion se puede escribir de la manera siguiente:This relationship can be written as follows:
C = a.M1 + b.M2 + cC = a.M1 + b.M2 + c
En la que C es el par buscado, M1 y M2 los valores digitales correspondientes a los valores de medida de los extensometros 19, 21 y a, b y c unas constantes.In which C is the sought pair, M1 and M2 the digital values corresponding to the measured values of the extensometers 19, 21 and a, b and c constants.
Es facil obtener las constantes a, b, c durante la calibracion de la herramienta.It is easy to obtain the constants a, b, c during tool calibration.
Para cada pieza de accionamiento, se puede determinar un triplete de estos valores que se puede almacenar en los medios de procesamiento, en una memoria.For each drive piece, a triplet of these values can be determined that can be stored in the processing means, in a memory.
Se puede adaptar de ese modo el programa de determinacion del par de manera que se forme, en cada caso, el algoritmo correcto de determinacion.In this way, the torque determination program can be adapted so that the correct determination algorithm is formed in each case.
5 Se ha constituido de ese modo una tabla en la memoria que comprende unos parametros de procesamiento que se podran utilizar por el microcontrolador para determinar el valor del par C.5 A table has thus been constituted in the memory comprising processing parameters that can be used by the microcontroller to determine the value of the C pair.
En la medida en que la invencion permite ser empleada a la vez como “llave” y como “destornillador”, tiene la ventaja de detectar automaticamente la direccion del esfuerzo (torsion o flexion) de manera que adapte los parametros de determinacion del par. La herramienta puede funcionar asf en unos intervalos de esfuerzos muy diferentes y 10 adaptarse automaticamente a la utilizacion que se realice de ella, sin riesgo de error y con un nivel de sensibilidad optimo en cada tipologfa de apriete.To the extent that the invention can be used both as a "wrench" and as a "screwdriver", it has the advantage of automatically detecting the direction of stress (torsion or flexion) so as to adapt the torque determination parameters. The tool can thus work at very different stress intervals and automatically adapt to the use made of it, without risk of error and with an optimum level of sensitivity in each type of tightening.
Con este fin, le invencion comprende unos medios de deteccion de la direccion del par. Ventajosamente, estos medios producen unas informaciones (senales) diferentes segun la direccion y transmiten la informacion adecuada a los medios de procesamiento para aplicar el modo de calculo apropiado.To this end, the invention comprises means of detecting the direction of the pair. Advantageously, these means produce different (signal) information according to the address and transmit the appropriate information to the processing means to apply the appropriate calculation mode.
15 Segun una posibilidad, las dos determinaciones se ejecutan paralelamente en cada apriete y solo se presenta el resultado pertinente al usuario. La aplicacion del programa informatico para esta determinacion se entiende que comprende el empleo de cualquier algoritmo codificado por cualquier medio corriente para formar un codigo ejecutable por un medio de procesamiento tal como un microcontrolador. Los dos programas adaptados, uno a la flexion, otro a la torsion, pueden ser partes de un unico programa global. Los dos programas pueden realizarse 20 tambien en base a un unico programa en el que los parametros estan simplemente adaptados.15 According to one possibility, the two determinations are executed in parallel at each tightening and only the relevant result is presented to the user. The application of the computer program for this determination is understood to include the use of any algorithm encoded by any current means to form an executable code by a processing means such as a microcontroller. The two adapted programs, one for flexion, another for torsion, can be part of a single global program. The two programs can also be carried out based on a single program in which the parameters are simply adapted.
En un primer modo de realizacion esquematizado en la figura 7, la determinacion del par comprende las etapas que siguen y que incluyen una posibilidad de deteccion de la direccion del par:In a first embodiment outlined in Figure 7, the torque determination comprises the steps that follow and that include a possibility of detecting the direction of the torque:
- determinacion de la deformacion por emplazamiento 81 y 82 a la altura de los extensometros 19, 21;- determination of the deformation by location 81 and 82 at the height of the extensometers 19, 21;
- comparacion de las dos deformaciones;- comparison of the two deformations;
25 - si la segunda deformacion es en contrasentido, peticion de la flexion;25 - if the second deformation is inconsistent, request for flexion;
- deteccion de la alargadera y atribucion del parametro correspondiente a la alargadera detectada;- detection of the extension and assignment of the corresponding parameter to the detected extension;
- determinacion del par de flexion Mfn y Mfl2;- determination of the torque Mfn and Mfl2;
- calculo del par de apriete C en funcion de los parametros de la alargadera y de los dos pares de flexion Mfn y- calculation of the tightening torque C depending on the parameters of the extension and the two flexion pairs Mfn and
Mfl2;Mfl2;
30 - si la segunda deformacion es de igual sentido, peticion de la torsion;30 - if the second deformation is of the same meaning, request for torsion;
- determinacion del par de torsion Mfn y Mfl2;- determination of torque Mfn and Mfl2;
- indicacion final del par de apriete.- final indication of the tightening torque.
Una variante consiste en disponer de un dispositivo sensible a los desplazamientos o velocidades o aceleraciones angulares segun las direcciones x y transversales de manera que se tenga una indicacion suplementaria o 35 alternativa de la direccion del par. Esto corresponde al bloque 101 b.A variant consists of having a device sensitive to angular displacements or speeds or accelerations according to the x and transverse directions so that there is a supplementary or alternative indication of the direction of the torque. This corresponds to block 101 b.
En este segundo modo de realizacion, representado en la figura 8, es el dispositivo sensible el que constituye el elemento esencial en la deteccion de la direccion. El procedimiento de determinacion del par es entonces como sigue:In this second embodiment, represented in Figure 8, it is the sensitive device that constitutes the essential element in the direction detection. The torque determination procedure is then as follows:
- determinacion del sentido de rotacion alrededor del eje longitudinal y transversal de la llave mediante los angulos- Determination of the direction of rotation around the longitudinal and transverse axis of the key using the angles
40 medidos del goniometro (u otro);40 goniometer measurements (or other);
- determinacion de la peticion en funcion del giro alrededor de uno de los dos ejes;- determination of the request as a function of the rotation around one of the two axes;
- si la rotacion es alrededor del eje transversal de la llave, peticion de la flexion;- if the rotation is around the transverse axis of the key, request for flexion;
- deteccion de la alargadera y atribucion del parametro correspondiente a la alargadera detectada;- detection of the extension and assignment of the corresponding parameter to the detected extension;
- determinacion del par de flexion Mfn y Mfl2 pidiendo los dos circuitos de puente que captan las deformaciones- determination of the torque Mfn and Mfl2 asking for the two bridge circuits that capture the deformations
45 longitudinales y transversales;45 longitudinal and transverse;
- calculo del par de apriete C en funcion de los parametros de la alargadera y de los dos pares de flexion Mfn y- calculation of the tightening torque C depending on the parameters of the extension and the two flexion pairs Mfn and
Mfl2;Mfl2;
- si la rotacion es alrededor del eje longitudinal de la llave, peticion de la torsion;- if the rotation is around the longitudinal axis of the key, request for torsion;
- determinacion del par de torsion Mt1 y Mt2 pidiendo los dos circuitos de puente que captan las deformaciones 50 diagonales;- determination of the torque Mt1 and Mt2 asking for the two bridge circuits that capture the diagonal deformations 50;
- calculo del par de apriete C a partir de los dos pares de torsion Mt1 y Mt2;- calculation of the tightening torque C from the two torques Mt1 and Mt2;
- indicacion final del par de apriete C.- final indication of the tightening torque C.
La herramienta incluye ventajosamente unos medios de deteccion automaticos del tipo de pieza de accionamiento de manera que se adapten los parametros de procesamiento a las caractensticas de la pieza de accionamiento.The tool advantageously includes automatic detection means of the type of drive piece so that the processing parameters are adapted to the characteristics of the drive piece.
55 Estos medios de deteccion permitiran, en el ejemplo de realizacion indicado anteriormente para los medios de procesamiento, determinar que triplete de constantes a, b, c se ha de aplicar al procesamiento de las medidas,55 These detection means will allow, in the example of embodiment indicated above for the processing means, to determine which triplet of constants a, b, c has to be applied to the processing of the measurements,
55
1010
15fifteen
20twenty
2525
3030
3535
4040
45Four. Five
50fifty
5555
ademas de la indicacion de la direccion del par.In addition to the indication of the direction of the pair.
En el caso de la figura 2, la pieza de accionamiento (en este caso a la altura del casquillo 24) lleva un organo de identificacion 27 que permite individualizarla con relacion a las otras piezas. En el ejemplo, el organo 27 es un componente resistivo que tiene un valor de resistencia espedfico con relacion a los organos 27 de otras piezas. La deteccion automatica de la pieza de accionamiento se realiza por la colocacion en circuito del organo 27 en un circuito electrico de deteccion. El valor de la resistencia del organo 27 influira sobre la senal electrica del circuito y permitira deducir la pieza de accionamiento utilizada.In the case of Fig. 2, the drive piece (in this case at the height of the bushing 24) carries an identification organ 27 which allows it to be identified in relation to the other parts. In the example, the organ 27 is a resistive component that has a specific resistance value in relation to the organs 27 of other parts. The automatic detection of the drive part is carried out by placing the organ 27 in a circuit in an electrical detection circuit. The resistance value of the organ 27 will influence the electrical signal of the circuit and will allow deduction of the drive part used.
La puesta en contacto del organo 27 en el circuito de deteccion se realiza ventajosamente sin un sistema de conexion complejo. En efecto, en el ejemplo de la figura 2, el cuerpo deformable 6 presenta un conducto interno segun la direccion longitudinal y que forma un conducto de transmision 28 entre los dos extremos del cuerpo 6. De ese modo, disponiendo en el conducto 28 dos cables electricos que desembocan en el extremo de la parte de accionamiento 23, de manera que se pongan en contacto con el organo 27 durante el acoplamiento del casquillo 24, se cierra el circuito de deteccion aplicando la resistencia espedfica del organo 27 a este circuito. En el otro lado del circuito 28, los cables pueden estar por ejemplo conectados a una parte del circuito de deteccion situada en una tarjeta electronica.The contact of the organ 27 in the detection circuit is advantageously carried out without a complex connection system. In fact, in the example of Figure 2, the deformable body 6 has an internal conduit according to the longitudinal direction and which forms a transmission conduit 28 between the two ends of the body 6. Thus, by providing two cables in the conduit 28 electrical that flow into the end of the drive part 23, so that they come into contact with the organ 27 during coupling of the bushing 24, the detection circuit is closed by applying the specific resistance of the organ 27 to this circuit. On the other side of the circuit 28, the cables may for example be connected to a part of the detection circuit located on an electronic card.
No es obligatorio que todas las piezas de accionamiento incluyan un organo de identificacion 27. Solamente pueden estar equipadas ciertas de ellas. Por ejemplo, las piezas de accionamiento utilizables en atornillado (es decir en una funcion de destornillador) no necesitan generalmente identificacion porque su longitud es independiente de modo que solamente la deteccion de una direccion del par permite adaptar el funcionamiento de los medios de determinacion del par, sin necesidad de otros parametros propios de la pieza de accionamiento.It is not mandatory that all drive parts include an identification organ 27. Only certain of them can be equipped. For example, the drive parts usable in screwing (i.e. in a screwdriver function) generally do not need identification because their length is independent so that only the detection of a torque direction makes it possible to adapt the operation of the torque determining means , without the need for other parameters of the drive part.
El conducto 28 puede servir para la transmision de otras senales electricas.The conduit 28 can be used for the transmission of other electrical signals.
El conducto 28 puede servir al paso de los cables de transmision de otras senales distintas a las indicadas en el presente documento anteriormente. Por ejemplo, se pueden hacer transitar en el conducto 28 las informaciones de control de los medios transportados por las piezas de accionamiento. Segun la aplicacion, el casquillo y/u otra parte de al menos una pieza de accionamiento puede incluir un conducto, similar al conducto 28, para asegurar la continuidad de este ultimo.The conduit 28 may serve the passage of the transmission cables of signals other than those indicated herein. For example, the control information of the means transported by the drive parts can be passed in the conduit 28. Depending on the application, the bushing and / or other part of at least one drive part may include a conduit, similar to conduit 28, to ensure continuity of the latter.
El cuerpo 6 es en esta opcion la sede de una transmision interna de las senales de deteccion.The body 6 is in this option the seat of an internal transmission of the detection signals.
Ademas, el conjunto dinamometrico aqrn presentado puede cooperar con una unidad electronica de presentacion distante a traves de medios de transmision ventajosamente inalambricos (en particular por ondas de radio). De esta manera, el usuario puede leer la medicion del par directamente sobre una pantalla separada sin ninguna limitacion ligada a eventuales enlaces cableados.In addition, the dynamometer set presented here can cooperate with a remote electronic presentation unit through advantageously wireless transmission means (in particular by radio waves). In this way, the user can read the pair's measurement directly on a separate screen without any limitation linked to eventual wired links.
Para evitar cualquier interferencia de transmision, las senales de transmision estan codificadas de manera espedfica y caractenstica mediante una clave dada.To avoid any transmission interference, the transmission signals are encoded in a specific and characteristic way by means of a given code.
De esta manera, la recepcion no es perturbada por otras ondas eventuales transmitidas en el aire de medicion, particularmente desde otras llaves dinamometricas similares.In this way, the reception is not disturbed by other eventual waves transmitted in the measuring air, particularly from other similar torque wrenches.
Un boton de inicio es accesible ventajosamente para el usuario o el inicio se puede controlar a distancia. La invencion es tal que, mediante la deteccion automatica de la direccion del par, se asegura un funcionamiento autonomo potencialmente sin ningun otro control del usuario mas que el inicio.A start button is advantageously accessible to the user or the start can be controlled remotely. The invention is such that, by automatically detecting the direction of the pair, a potentially autonomous operation is ensured without any other user control other than the start.
Los acoplamientos empleados para la conexion, con transmision de par, de los diferentes componentes descritos pueden estar en unos formatos normalizados segun las normas ISO 3120 e ISO 1174.The couplings used for the connection, with torque transmission, of the different components described can be in standardized formats according to ISO 3120 and ISO 1174 standards.
ReferenciasReferences
1. Empunadura1. Punch
2. Cuerpo de empunadura2. Pusher body
3. Tapon3. Cap
4. Parte de contacto4. Contact part
5. Embocadura5. Mouth
6. Cuerpo deformable6. Deformable body
7. Alojamiento7. Accommodation
8. Emplazamiento de la alimentacion8. Feed location
9. Alimentacion9. Food
10. Emplazamiento de las tarjetas electronicas10. Location of electronic cards
11. Tarjeta electronica11. Electronic card
12. Emplazamiento de la conexion12. Connection location
13. Parte de conexion13. Connection part
14. Cuerpo de prueba14. Test body
15. Primer plano15. Foreground
16. Segundo plano16. Background
17. Primera seccion17. First section
18. Segunda seccion18. Second section
5 19. Primer extensometro5 19. First extensometer
20. Sonda del primer extensometro20. Probe of the first extensometer
21. Segundo extensometro21. Second extensometer
22. Sonda del segundo extensometro22. Probe of the second extensometer
23. Parte de accionamiento23. Drive part
10 24. Casquillo10 24. Cap
25. Cavidad de accionamiento25. Drive cavity
26. Cavidad de acoplamiento26. Coupling cavity
27. Organo de identificacion27. Identification body
28. Conducto de transmision28. Transmission duct
15fifteen
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