Quand ai-je besoin d'une visseuse dynamométrique et quelle visseuse dynamométrique est la plus appropriée ?
Site : Wissen an der Sieg - publié le : 15/03/2023 - auteur : F. Berger
En discutant quotidiennement avec nos clientes et avec nos clients, nous remarquons régulièrement une certaine incertitude quant à la formulation de leur situation. La plupart du temps, cela est dû à un manque d’expérience de leur part avec les vissages à couple élevé (ou même faible). En outre, le marché des visseuses dynamométriques (également appelées clés dynamométriques, visseuses dynamométriques, multiplicateurs de couple ou visseuses dynamométriques à couple élevé) est varié et offre diverses opportunités pour acheter à la fois le bon outil et le mauvais outil. D’un point de vue financier, l’hésitation ne doit pas être sous-estimée lorsqu’il s’agit d’investir dans un objet tel qu’une visseuse dynamométrique. Nous souhaitons analyser à quel moment une visseuse dynamométrique est utilisée et quel rôle jouent les clés dynamométriques dans ce contexte.
Notre objectif est de vous fournir un guide qui vous permet d’éliminer les premières incertitudes afin de démarrer les consultations avec assurance et de trouver la réponse adaptée à vos questions : « Ai-je besoin d’une visseuse dynamométrique ? » ou « Quelle est la visseuse dynamométrique la plus adaptée ? ».
Illustration 1: Visseuse dynamométrique
Illustration 2: Clé dynamométrique
Structure et contenu
En règle générale, la première question qui se pose est la suivante : « Ai-je besoin d’une visseuse dynamométrique ? » - Quand a-t-on besoin d’une clé dynamométrique et quand a-t-on besoin d’une visseuse dynamométrique ? Les deux sont-elles adaptées ? Quels sont les avantages et les inconvénients des deux instruments de vissage ? Dans cet article, nous souhaitons répondre en profondeur à ces questions :
Récapitulatif
Drehmomentschlüssel | Torque Spanner | Drehmomentschrauber | Torque wrench | ||
|---|---|---|---|---|---|
+ | Kostengünstiger als Drehmomentschrauber | More cost-effective than torque wrenches | + | Kraftanstrengung des Anwenders kann dank elektrischem, pneumatischen oder hydraulischen Antrieb auf ein Minimum reduziert werden | Exertion of the user can be reduced to a minimum thanks to electric, pneumatic or hydraulic drive |
+ | Ggf. geringeres Gewicht bei gleicher/höherer Leistung | Possibly lower weight with the same/higher performance | + | Fest programmierte Drehmomentwerte, bei denen Drehschrauber automatisch abschalten garantieren ein hohes Maß an Prozesssicherheit | Fixed programmed torque values, at which torque wrenches automatically switch off, guarantee a high degree of process reliability |
+ / - | Keine Abstützung für die Erzeugung eines Gegenmoments. Platzeinsparung, aber geringere Sicherheit | No support for generating a counter-torque. Space saving, but lower safety | + | Bessere Schraubfrequenz- und geschwindigkeit dank verschiedenster Antriebsarten. | Better screwing frequency and speed thanks to a wide range of drive types. |
- | Maximales Drehmoment von ca. 3.000 Nm limitiert Anwendungsspielraum | Maximum torque of approx. 3,000 Nm limits scope of application | - | Bei pneumatischen und hydraulischen Drehschraubern zusätzliches Equipment benötigt | Additional equipment required for pneumatic and hydraulic torque wrenches |
- | Ergonomische Konflikte (z.B. Kraftaufbringung in schlechter Körperhaltung) führen zur Gesundheitsgefährdungen des Werkzeugführers | Ergonomic conflicts (excessive weight of the spanner, application of force in poor posture) lead to health hazards for the tool operator | - | Ggf. Schulung notwendig, um Anwender vorzubereiten | Training may be necessary to prepare users. |
- | Ggf. Geschwindigkeitsabnahme/Zeitverlust bei mehreren Verschraubung auf Grund menschlicher Belastungsgrenze | Possible speed reduction/time loss with multiple bolting due to human load limit | - | Teurer als Drehmomentschlüssel | More expensive than torque spanner |
Pour certaines applications, il existe des arguments en faveur de l’utilisation d’une clé dynamométrique et/ou d’une visseuse dynamométrique. En règle générale, les cas de vissage doivent être évalués au cas par cas. Il existe cependant des critères qui peuvent être pris en compte. L’important est de toujours inclure tous les partis dans le processus de conseil : les personnes qui effectuent le travail et les personnes qui achètent les instruments de travail.
Les clés dynamométriques sont la plupart du temps des outils abordables destinées à réaliser un raccord vissé sûr et précis. Elles constituent un instrument particulièrement pratique en cas de petits couples de serrage et de nombre de vissages faible. Dès lors que le couple de serrage et la fréquence de vissage augmentent, le passage à une visseuse dynamométrique s’avère la plupart du temps indispensable. Celle-ci offre en outre des avantages décisifs en termes d’ergonomie et de sécurité au travail.
Les paramètres les plus importants sont réunis dans cet article afin que vous puissiez vous préparer au mieux à votre premier entretien de consultation.
Situation de départ : ai-je besoin d’une visseuse dynamométrique ou d’une clé dynamométrique ?
Pour évaluer cette question, il convient de prendre en compte et d’expliquer les aspects suivants :
Couple de serrage
Le couple de serrage (en newton-mètres) résulte de la multiplication d’une force (en newtons) par un bras de levier (en mètres). La force, à son tour, résulte de la multiplication d’une masse (en kilogrammes) par l’accélération gravitationnelle (approx. facteur 10 pour la multiplication avec le poids). Qu’est-ce que cela signifie pour nous ? Avec ces connaissances, nous pouvons déterminer une limite théorique des valeurs de couples de serrage maximales que l’on peut attendre d'une personne pendant sa journée de travail. Pour ressentir combien de kilos celles-ci peuvent exercer sur un bras de levier, appuyez avec les deux mains sur une balance ménagère courante. Un poids d’env. 100 kg est ici possible pour une personne entraînée (env. 1 000 N). Mais même des forces exigées plus faibles peuvent devenir excessives lorsque celles-ci doivent être exercées rapidement et plusieurs fois de suite. Et si ces forces doivent être exercées au-dessus de la tête ou dans des endroits difficiles d’accès, le risque d’accidents est accru.
Force (N) x bras de levier (m) = couple de serrage (Nm)
Illustration 3: En raison de l'espace restreint, il ne serait pas possible de varier la force ou le bras de levier sans risque de blessure.
Vis
La vis et le type de filetage jouent bien entendu un rôle important dans le choix de l'outil adapté. En principe, le couple de serrage nécessaire augmente avec la taille de la vis et la classe de résistance. Cela signifie que plus la vis est grande, plus l’achat d’une visseuse dynamométrique est judicieux. Cependant, même les petites vis au couple de serrage faible (par ex. 100 - 200 Nm) doivent idéalement être vissées à l’aide d’une visseuse dynamométrique en cas de vissage fréquent et régulier.
Le filetage ne doit pas non plus être négligé : les clés dynamométriques ne permettent pas de visser les filetages gauche (voir à cet effet notre manuel d’utilisation). Les filetages fins nécessitent en règle générale des couples de serrage plus élevés et une commande par manivelle plus fréquente en raison du pas de filetage. Les deux cas sont des applications prédestinées à l’utilisation de visseuses dynamométriques.
Environnement de vissage
Comme nous l’avons expliqué lors de la détermination du premier facteur (le couple de serrage), le couple de serrage est composé d'une force et d’un bras de levier. La longueur du bras de levier doit être augmentée afin d’augmenter le couple de serrage si la force est constante. Le calcul est simple : si vous disposez d'un espace restreint pour le bras de levier, vous avez besoin de plus de force (prenez en compte les possibilités de transmission de force par la personne utilisant l’outil). Si vous ne disposez pas de cette force (pour des raisons physiques et pour des raisons d’espace disponible), vous devez augmenter la taille du bras de levier. Notez qu’il existe des limites de dimensions en raison des composants adjacents.
Veuillez également tenir compte du risque d’endommagement des composants adjacents ou de blessure des personnes en cas de glissement ! Lors de l’utilisation de clés dynamométriques, au moins deux utilisateurs sont recommandés et nécessaires pour les couples de serrage élevés (à partir de 1 000 Nm environ). La clé dynamométrique ne disposant pas de son propre bras d’appui, celle-ci doit être stabilisée. Cela est particulièrement important lorsque des vis à six pans creux sont utilisées, car l’application de force y est nettement moins favorable qu’avec une vis à six pans extérieurs. En cas de glissement de la clé dynamométrique, les composants adjacents et la vis peuvent être endommagés et les personnes blessées. Les coups brusques sur le bras de levier de la clé dynamométrique (par ex. à l’aide d’un marteau pour une génération de force à court terme) augmentent encore davantage le risque de glissement, de destruction de la clé et de la vis
Illustration 4: Clé dynamométrique à batterie pour les espaces restreints
Illustration 5: Visseuse électrique dynamométrique pour les espaces restreints
Sécurité au travail
Plus la fréquence des vissages avec une clé dynamométrique est élevée, plus le travail est difficile et fatigant pour la personne utilisant l’outil. La prise en compte de cet aspect augmente avec un couple de serrage croissant. Si les vissages doivent être réalisés au-dessus de la tête ou sur des vis difficiles d’accès, une application ergonomique de la force par la personne utilisant l’outil n’est possible que dans certaines conditions, voire impossible. Comme expliqué dans la section relative à l’environnement de vissage, le risque de glissement est toujours présent en raison de possibilités d'appui insuffisantes de la clé dynamométrique.
Serrer et/ou dévisser des vis ?
Cet aspect est souvent oublié lors de la décision de l’achat d’un outil. Le dévissage des composants sans les détruire représente un avantage essentiel du vissage par rapport aux autres types de liaison, tels que le soudage par exemple.
Les clés dynamométriques sont des outils de montage et ne sont pas adaptées au desserrage de boulons. Si vous les utilisez tout de même pour dévisser des boulons, les valeurs de calibrage peuvent s’en voir modifiées ou la clé dynamométrique endommagée.
Couple antagoniste
Un bras d’appui (également appelé bras de réaction) est nécessaire à la stabilisation de la visseuse dynamométrique. Celui-ci est posé sur un composant adapté à proximité de la vis. Il offre à l’utilisateur des avantages décisifs : le bras de réaction favorise le placement vertical de la visseuse dynamométrique sur la vis. Cela améliore considérablement le flux de force et empêche l’endommagement de la vis (par ex. abrasion des bords internes des vis à six pans). Le bras d’appui protège en outre l’utilisateur des dommages dus au glissement de la visseuse dynamométrique. L’emplacement adapté pour un bras de réaction ne se trouve pas toujours immédiatement ; il existe des versions spéciales de bras de réaction à cet effet.
Les clés dynamométriques ne disposent pas de ce bras d’appui. Cela peut être un avantage lorsque l’espace disponible ne permet pas d’utiliser un tel bras de support, mais cela représente un inconvénient important en cas de couples élevés.
En cas de doute, vous pouvez nous contacter afin de recevoir des conseils gratuits.
Illustration 6: Bras de réaction d'une visseuse pneumatique dynamométrique
Opter pour une visseuse dynamométrique - quel entraînement ?
Lorsque vous avez opté pour une visseuse dynamométrique, diverses possibilités s’offrent à vous : les visseuses dynamométriques sont disponibles avec un entraînement sans fil, électrique, pneumatique, hydraulique et mécanique. Mais comment trouver la visseuse dynamométrique adaptée ? Et quelle est la meilleure visseuse dynamométrique ? En premier lieu, c’est celle qui est adaptée à votre application ! Vous pouvez également prendre en compte les critères suivants :
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Environnement de vissage
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Accès à des sources externes (électricité, air comprimé, pression d’huile)
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Fréquence du vissage
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Temps de vissage
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Exigences en termes de documentation/précision
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Budget
Nous expliquons ci-dessous les différents types d’entraînement ainsi que les avantages et les inconvénients de chaque appareil.
Multiplicateur de couple manuel
Étendue des fonctions
Comme pour une clé dynamométrique, le couple d’entrée est appliqué par la force de la personne via un bras de levier. Les multiplicateurs de couple manuels représentent probablement l’alternative la plus abordable à une clé dynamométrique. Grâce à la technologie de boîte de vitesses, vous pouvez obtenir les mêmes couples de serrage de sortie (c’est-à-dire le couple agissant sur la tête du boulon), voire des couples de serrage de sortie plus élevés qu’avec une clé dynamométrique. Vous disposez en outre d’un bras d’appui afin d’engendrer le couple antagoniste pour la protection du boulon et de l’utilisateur. Vous pouvez utiliser des couples de serrage de 100 à 15 000 Nm sans problème avec les multiplicateurs de couple JUWEL.
Remarque !
Il convient de prendre en compte les éventuelles limitations d’espace dues au bras de levier et la fatigue de l’opérateur.
Vorteile | Advantages | Nachteile | Disadvantages |
|---|---|---|---|
Kleine sowie große Drehmomente möglich | Small as well as large torques possible | Ermüdung des Anwenders | User tiredness |
Keine externe Antriebsquelle benötigt (wie Strom, Öl oder Pneumatik) | No external drive source required (such as electricity, oil or pneumatics) | Ggf. Platzprobleme zur Bedienung des Hebels zur Einleitung des Drehmoments | If necessary, space problems for operating the lever to initiate the torque |
Kostengünstiger Drehmomentschrauber | Cost-effective torque wrench | Langsamer als alternative Antriebe | Slower than alternative drives |
Visseuse électrique dynamométrique
Étendue des fonctions
Contrairement aux multiplicateurs de couple manuels (ou clés dynamométriques mécaniques), l’entraînement et la génération du couple d’entrée sont pris en charge par un moteur électrique. C’est là que se trouvent ses avantages décisifs en termes de rapidité, d’ergonomie et de constance. L’entraînement électrique vous permet d’atteindre des couples de serrage de jusqu’à 15 000 Nm. L’arrêt du couple de serrage s’effectue via des niveaux de couple définis de manière fixe. Lorsque le couple souhaité est atteint, la visseuse dynamométrique s’éteint automatiquement.
Remarque !
Pour savoir si la visseuse électrique dynamométrique est l'outil qu’il vous faut, posez-vous les questions suivantes :
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Ai-je une source d’alimentation constante ? (veuillez noter que les opérations sur générateur peuvent mener à des complications en cas de survenue de variations importantes du courant)
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Ai-je la possibilité de placer la source d’énergie à proximité de l’environnement de vissage ?
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Y a-t-il d’éventuelles complications avec un câble électrique dans l’environnement de vissage ?
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Est-ce que je travaille à l’extérieur en étant exposé aux intempéries (par ex. pluie, froid ou chaleur, poussière/sable) ou dans un endroit fermé ?
Vorteile | Advantages | Nachteile | Disadvantages |
|---|---|---|---|
Wesentlich schneller als mechanische Alternativen | Much faster than mechanical alternatives | Ggf. Platzkonflikte mit dem Stromkabel | Possible space conflicts with the power cable |
Reduzierung der körperlichen Aktivität auf das bloße Halten des Drehschraubers | Reduction of physical activity to just holding the torque wrench | Konstante Stromquelle benötigt | Constant current source required |
Große Drehmoment (bei JUWEL bis 15.000 Nm) möglich | High torque (up to 15,000 Nm with JUWEL) possible | Elektrik witterungsanfällig | Electrics susceptible to weather |
Visseuse dynamométrique sans fil
Étendue des fonctions
La visseuse dynamométrique sur batterie offre pratiquement les mêmes avantages que la visseuse électrique. L’avantage essentiel est que vous pouvez effectuer les vissages sans source d’énergie directement reliée. L'unité d’entraînement est alimentée par la batterie. Ainsi, aucun câble électrique ne vous gênera et le risque d’endommagement des éléments électriques par les fluctuations de courant est éliminé.
Les batteries peuvent par exemple être chargées dans les engins de chantier. En outre, les batteries et leurs capacités évoluent constamment. Les limites actuelles de la technologie des batteries représentent ainsi clairement une image très ponctuelle.
Remarque !
Vous devez veiller à recharger régulièrement les batteries. C'est particulièrement important si vous prévoyez des séances de vissage prolongées : le mieux est de recharger l'accu de rechange immédiatement après l'avoir changé !
Vorteile | Nachteile | Advantages | Disadvantages |
|---|---|---|---|
Keine störenden Kabel oder Schläuche in der Schraubumgebung | Maximales Drehmoment nicht so hoch wie bei alternativen Antriebsarten (Grenze bei JUWEL bei ca. 7.000 Nm im Vergleich zur Hydraulik (72.000 Nm)) | No disturbing cables or hoses in the screwing environment | Maximum torque not as high as with alternative drive types (limit at JUWEL at approx. 7,000 Nm compared to hydraulics (72,000 Nm)) |
Absolute Flexibilität dank im Betrieb befindlicher Energiequelle (Antrieb durch Akku) | Akkus müssen stets nachgeladen werden | Absolute flexibility thanks to energy source in operation (drive by rechargeable battery) | Batteries must always be recharged |
Kleine sowie große Drehmomente möglich | Small as well as large torques possible |
Clé dynamométrique sans fil numérique
Étendue des fonctions
En ces temps d’industrie 4.0, la digitalisation a également fait son entrée dans le domaine du vissage. Qu’est-ce que cela signifie concrètement ? Les commandes numériques vous permettent de :
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programmer les paramètres de vissage (couple de serrage, angle de serrage, tours et vitesse) de manière électrique et les documenter de manière permanente
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doter les visseuses dynamométriques de programmes fixes et de les protéger avec un mot de passe. Les erreurs d’utilisation sont limitées à un minimum et la sécurité des processus est considérablement améliorée
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commander la visseuse dynamométrique non seulement sur l’appareil mais également à l’aide d’un téléphone mobile ou d’un PC/ordinateur portable
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envoyer des données de manière totalement automatique, par ex. via BUS à une unité centrale ou les transférer par câble USB
Remarque !
Demandez-vous si vous avez besoin des fonctions supplémentaires. En règle générale, les entraînements numériques sont plus onéreux que les entraînements analogiques avec la même puissance. Même si les écrans et les logiciels sont souvent très faciles à utiliser, les écrans et les boutons de contrôle représentent une source supplémentaire de dommages en cas de mauvaise utilisation. La boîte de vitesses reste alors utilisable sans problème, mais vous devez renvoyer l’appareil à cause d’une erreur de l’unité de commande. Dans tous les cas, il est alors crucial de vous informer sur son utilisation correcte et sur les éventuelles formations de vos collègues.
Vorteile | Nachteile | Advantages | Disadvantages |
|---|---|---|---|
Verschraubungsparameter (Drehmoment, Drehwinkel, Anzahl der Umdrehungen) genau einstell- und überwachbar | Akkus müssen stets nachgeladen werden | Bolting parameters (torque, angle of rotation, number of revolutions) can be precisely set and monitored | Batteries must always be recharged |
Schraubergebnisse nachhaltig speicherbar (auf dem Gerät, auf PC/Handy oder per BUS-Verfahren auf einer zentralen Steuerungseinheit) | Maximales Drehmoment nicht so hoch wie bei alternativen Antriebsarten (Grenze bei ca. 7.000 Nm im Vergleich zur Hydraulik (72.000 Nm)) | Bolting results can be stored permanently (on the unit, on PC/mobile phone or via BUS procedure on a central control unit) | Maximum torque not as high as with alternative types of drive (limit at approx. 7,000 Nm compared to hydraulics (72,000 Nm)) |
Kleine sowie große Drehmomente möglich | Höhere Kostenaufwand auf Grund digitaler Technologie | Small as well as large torques possible | Higher costs due to digital technology |
Höchstes Maß an Genauigkeit und Prozesssicherheit | Display und Bedienknöpfe anfällig für Schäden / kompletter Gerätedefekt droht bei Beschädigung | Highest level of accuracy and process reliability | Display and control knobs susceptible to damage / complete unit defect threatened if damaged |
Keine störenden Kabel oder Schläuche in der Schraubumgebung | No disturbing cables or hoses in the screwing environment | ||
Absolute Flexibilität dank im Betrieb befindlicher Energiequelle (Antrieb durch Akku) | Absolute flexibility thanks to energy source in operation (drive by rechargeable battery) |
Visseuse pneumatique dynamométrique
Étendue des fonctions
Contrairement aux visseuses dynamométriques électriques/sur batterie, la boîte de vitesses n’est pas entraînée par de l’électricité mais par de l’air comprimé. Vous pouvez alors atteindre des couples de serrage de 15 000 Nm. Grâce à la régulation effectuée par l’air comprimé, la visseuse dynamométrique peut être réglée en douceur, ce qui réduit nettement les vibrations et mène à davantage de facilité d’utilisation.
Remarque !
Un compresseur et un tuyau à air comprimé sont nécessaires pour générer l’air comprimé. Comme avec l’utilisation d’une visseuse électrique dynamométrique, d’éventuels conflits d’espace peuvent survenir dans l’environnement de vissage.
Vorteile | Advantages | Nachteile | Disadvantages |
|---|---|---|---|
Vibrationsfrei und geräuscharm | Vibration-free and low-noise | Ggf. keine Druckluft verfügbar | Compressed air may not be available |
Sanftes Anfahr- und Abbremsverhalten ermöglicht auch bereits angezogene Schrauben nachzuziehen | Smooth start-up and braking behaviour also allows screws that have already been tightened to be retightened | Ggf. Platzkonflikte mit Druckschlauch | Possible space conflicts with pressure hose |
Konstant vorherrschender Überdruck in Antriebseinheit begünstigt Arbeit in verstaubten Umgebungen | Constantly prevailing overpressure in drive unit favours work in dusty environments | ||
Besonders geeignet für Verschraubungen in Brennstoff-Umgebungen | Particularly suitable for fittings in fuel environments |
Clé hydraulique dynamométrique
Étendue des fonctions
Lors de l’utilisation d’une clé hydraulique dynamométrique, le couple de serrage d’entrée est généré par la pression de l’huile. Vous avez donc besoin d’une pompe à huile (par ex. électrique ou à essence). Comme pour la visseuse pneumatique, l’entraînement est généré par un fluide pressé. Les couples de serrage possibles sont extrêmement élevés.
En termes de clés hydrauliques dynamométriques, vous avez le choix entre les clés à cassettes et les clés à carré. Pour les clés hydrauliques à cassette, placez l’appareil sur la vis à visser, et la cassette sur laquelle le couple de serrage agit entoure la tête de la vis. Les clés à carré ont, comme les clés dynamométriques électriques, un carré conducteur. En utilisant une douille (c’est-à-dire un composant présentant un carré sur la connexion avec l’entraînement et un hexagone sur l’extrémité inférieure), vous pouvez enfin serrer vos vis.
Remarque !
Pour générer la pression, vous aurez besoin de tuyaux et d’une pompe. Comme avec l’utilisation d’une visseuse pneumatique dynamométrique, d’éventuels conflits d’espace peuvent survenir dans l’environnement de vissage. Veuillez également noter que la pression de l’huile s’élève à environ 800 bars. Les clés hydrauliques dynamométriques, les vannes et les tuyaux nécessitent une maintenance régulière afin d’éviter toute blessure des utilisateurs, tout endommagement des composants et tout écrasement.
Vorteile | Advantages | Nachteile | Disadvantages |
|---|---|---|---|
Kaum Grenzen bei der Schlüsselweite gesetzt | Hardly any limits set for the width across flats | Energiequelle für den Antrieb der Ölpumpe notwendig (z.B. Benzin oder Strom) | Energy source required to drive the oil pump (e.g. petrol or electricity) |
Hohe Drehmomente bis über 70.000 Nm möglich | High torques up to over 70,000 Nm possible | Pumpe benötigt | Pump needed |
Geeignet für enge Bauraumverhältnisse | Suitable for tight installation spaces | Ggf. Platzkonflikte mit hydraulischen Schläuchen | Possible space conflicts with hydraulic hoses |
Umständlich bei mehreren Verschraubungen, die nicht in einem engen Umkreis liegen | Exhausting several screw connections that are not within a close radius |
La société E. Berger JUWEL-Schraubtechnik vous offre depuis plus de 40 ans des visseuses dynamométriques fabriquées à Wissen an der Sieg. En tant qu’experts dans le domaine de la technique de vissage, nous vous conseillons volontiers pour votre prochaine application. Sur la base de vos exigences, nous vous proposerons la visseuse adaptée ainsi que d’éventuels accessoires.
Cet article ne remplace en aucun cas les conseils techniques et personnels d’une personne formée. En cas de doute, veuillez demander un entretien personnel.