¿Cuándo necesito una llave dinamométrica y qué llave dinamométrica es la más adecuada para mis necesidades?
Ubicación: Wissen an der Sieg - Fecha de publicación: 15.03.2023 - Autor: F. Berger
En nuestras conversaciones diarias con nuestros clientes, detectamos regularmente que tienen algunas dificultades para describir su situación inicial. En la mayoría de los casos, esto se debe a la falta de experiencia con operaciones de atornillado en un rango de par alto (y bajo). Además, el mercado de las llaves de torque (también conocidas como llaves dinamométricas, multiplicadores de pares o atornilladores dinamométricos) es muy versátil y nos brinda buenas oportunidades para comprar el equipo correcto, pero también el incorrecto. Además, desde un punto de vista económico, no se debe escatimar en precaución cuando se trata de una gran inversión como una llave de torque. Nos gustaría analizar para qué aplicaciones se utiliza una llave de torque y qué papel desempeñan las llaves dinamométricas en este sentido.
Nos gustaría ofrecerle una guía que le ayude a disipar las primeras dudas para que pueda iniciar la consulta en igualdad de condiciones y encontrar una respuesta adecuada para las siguientes preguntas: "¿necesito una llave de torque?", "¿cuál es la mejor llave de torque?".
Ilustración 1: llave de torque
Ilustración 2: llave dinamométrica
Estructura y contenido
La primera pregunta suele ser: "¿necesito una llave de torque?" - ¿Cuándo se necesita una llave de torque y cuándo una llave dinamométrica? ¿Valen ambas? ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de los dos instrumentos de atornillado? En este artículo queremos llegar al fondo de estas preguntas:
Resumen
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 |
Para algunas aplicaciones, existen argumentos a favor de usar una llave dinamométrica y/o una llave de torque. Por regla general, las operaciones de atornillado deben analizarse individualmente. No obstante, hay ciertos criterios que pueden considerarse transversales. Siempre es importante implicar a todas las partes en el proceso de consulta: quienes se encargan del trabajo y quienes pagan los instrumentos necesarios.
Las llaves dinamométricas suelen ser herramientas económicas que permiten realizar operaciones de atornillado con seguridad y precisión. Resultan ser una herramienta especialmente útil para pares de apriete pequeños y frecuencias de apriete bajas. En cuanto el par de apriete y la frecuencia de apriete aumentan, pasar a una llave dinamométrica suele ser inevitable. Además, hay también ventajas decisivas para la ergonomía y seguridad laboral.
Hemos resumido los parámetros más importantes en este artículo para prepararle lo mejor posible para su primera consulta.
Situación inicial: ¿necesito una llave dinamométrica o una llave de torque?
Para valorar esta pregunta, a continuación nos gustaría ver y explicar los siguientes aspectos:
Par de apriete
El par de apriete (en Newton metros) es el resultado de la multiplicación de una fuerza (en Newton) y un brazo de palanca (en metros). A su vez, la fuerza resulta de multiplicar una masa (en kilogramos) por la aceleración de la gravedad (aprox. factor 10 para la multiplicación por el peso). ¿Qué significa esto para nosotros? Con este conocimiento, podemos fijar un límite teórico para los valores máximos de par de apriete que se puede esperar que ejerza una persona en su trabajo diario. Para hacerse una idea de cuántos kilos pueden aplicar a un brazo de palanca, presione hacia abajo una báscula doméstica convencional con ambas manos. Sin duda, una persona entrenada puede aplicar unos 100 kg (aprox. 1000 N). Pero incluso las fuerzas bajas pueden convertirse rápidamente en (sobre)esfuerzos si tienen que aplicarse rápidamente y varias veces seguidas. Si estas fuerzas tienen que aplicarse por encima de la cabeza o en lugares de difícil acceso, aumenta el riesgo de sufrir un accidente laboral.
Fuerza (N) x brazo de palanca (m) = par de apriete (Nm)
Figura 3: Ni una variación de la fuerza ni del brazo de palanca sería posible aquí sin riesgo de lesiones debido a las condiciones restringidas de espacio.
Tornillo
Por supuesto, el tornillo y el tipo de rosca influyen a la hora de elegir la herramienta adecuada. En principio, el par de apriete necesario aumenta con el tamaño del tornillo y la clase de resistencia. Esto significa que a medida que aumenta el tamaño del tornillo, resulta más relevante pensar en comprar una llave dinamométrica. Sin embargo, incluso los tornillos pequeños con un par de apriete bajo (p. ej., 100 - 200 Nm) pueden atornillarse mejor con una llave dinamométrica si deben atornillarse con frecuencia y regularidad.
Además, no se debe descuidar la rosca: con algunas llaves dinamométricas no es posible atornillar roscas a la izquierda (lee su manual aquí). Las roscas finas generalmente requieren pares más altos y arranques frecuentes debido al paso de la rosca. Ambos casos son aplicaciones predestinadas para el uso deaprietatuercas.
Condiciones del atornillado
Como explicamos al examinar el primer factor (el par de apriete), el par de apriete se compone de una fuerza y un brazo de palanca. La longitud del brazo de palanca debe aumentar para subir de par de apriete si la fuerza es constante. Por lo general, el cálculo es sencillo: si tiene solo limitado para el brazo de palanca, entonces necesita más fuerza (tenga en cuenta aquí las posibilidades de aplicación de la fuerza por parte de la persona que utiliza la herramienta). Si no dispone de esta fuerza (por razones físicas o de espacio disponible), deberá aumentar el tamaño del brazo de palanca. Según los componentes que haya alrededor, existen límites dimensionales claros.
Además, hay que tener en cuenta el riesgo de posibles daños a los componentes o a personas que se sitúen alrededor debido al deslizamiento. Cuando utilice llaves dinamométricas, se recomienda y se requiere un mínimo de dos usuarios para pares de apriete grandes (a partir de aprox. 1000 Nm). Como la llave dinamométrica no dispone de brazos de reacción propios, esta se debe estabilizarse adicionalmente. Esto resulta especialmente importante para los tornillos con hexágono interior, ya que la aplicación de la fuerza en este caso es claramente más costosa que con un hexágono exterior. Si la llave dinamométrica resbala, los componentes cercanos y el tornillo pueden resultar dañados y las personas pueden resultar heridas. Un golpe brusco en el brazo de palanca con la llave dinamométrica (p. ej., con un martillo para generar fuerza rápidamente) aumentan aún más el riesgo de deslizamiento, pudiendo destruir la llave y el tornillo.
Ilustración 4: Atornillador dinamométrico a batería en espacio reducido
Ilustración 5: Atornillador dinamométrico eléctrico en espacio reducido
Seguridad laboral
Cuanto más a menudo deba realizar operaciones de atornillado con una llave dinamométrica, más agotador y cansado resultará para la persona que utiliza la herramienta. Este aspecto cobra más importancia a medida que aumenta el par de apriete. Si el atornillado se realiza por encima de la cabeza o con tornillos de difícil acceso, la persona que realiza la operación solo puede aplicar la fuerza de forma ergonómica con cierta dificultad o no puede en absoluto. Como ya se ha comentado en el apartado sobre las condiciones del atornillado, también existe el riesgo de deslizamiento debido a un apoyo insuficiente de la llave dinamométrica.
¿Necesita apretar y/o aflojar tornillos?
A menudo no se considera este aspecto para tomar la decisión de compra. Poder aflojar componentes sin llegar a destruirlos es una ventaja decisiva del atornillado frente a otros tipos de unión como la soldadura.
Las llaves dinamométricas son herramientas de montaje y no son adecuadas para aflojar tornillos. Si aún así afloja un tornillo, los valores de calibrado pueden desajustarse o la llave dinamométrica puede resultar dañada.
Par de resistencia
Para estabilizar la llave de torque, es necesario un brazo de reacción. Este se coloca en un soporte adecuado cerca del tornillo. Este elemento ofrece al usuario claras ventajas: el brazo de reacción permite colocar la llave dinamométrica en vertical al tornillo. Esto mejora considerablemente el flujo de fuerza y evita daños en el tornillo (p. ej., la abrasión de los bordes interiores de los tornillos Allen). Además, los brazos de reacción protegen al usuario de los daños que puede provocar el deslizamiento de la llave de torque. A veces no es fácil llegar a la posición adecuada de un brazo de reacción con un modelo estándar: para este caso existen diseños especiales de brazos de reacción.
Una llave dinamométrica no dispone de este tipo de brazos de reacción. Esto puede ser una ventaja si no hay espacio para colocar un brazo de reacción. Sin embargo, esto conlleva también grandes inconvenientes para pares de apriete elevados.
Si no está seguro de las distintas cuestiones, no dude en ponerse en contacto con nosotros para un asesoramiento gratuito.
Ilustración 6: Brazos de reacción de una llave dinamométrica neumática
Decidirse por una llave de torque: ¿qué accionamiento es el mejor?
Una vez ha decidido optar por una llave de torque, hay varias opciones disponibles: las llaves dinamométricas están disponibles en modelos a batería, eléctricos, neumáticos, hidráulicos y mecánicos. Entonces, ¿cómo podemos encontrar la llave de torque adecuada? ¿Y cuál es la mejor llave dinamométrica? En primer lugar, ¡la que mejor se adapte a su aplicación! También puede tener en cuenta los siguientes criterios:
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Condiciones del atornillado
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Acceso a fuentes de energía externas (electricidad, aire comprimido, presión de aceite)
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Frecuencia del atornillado
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Tiempo de atornillado
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Requisitos de documentación/precisión
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Presupuesto
A continuación, pasamos a analizar los distintos tipos de accionamiento y definimos las ventajas e inconvenientes de cada uno.
Llaves de torque mecánicas
Gama de funciones
Al igual que una llave dinamométrica, el par de entrada se aplica a través de la fuerza del usuario mediante un brazo de palanca. Las llaves dinamométricas mecánicas son probablemente la alternativa más económica a una llave dinamométrica. Sin embargo, gracias a la tecnología de transmisión, puede alcanzar pares de salida iguales o superiores (es decir, par de apriete efectivo en la cabeza del tornillo) con menos esfuerzo que con una llave dinamométrica. Asimismo, dispone también de unos brazos de reacción para generar el par de resistencia y proteger así el tornillo y al usuario. Con los multiplicadores de pares JUWEL se pueden aplicar fácilmente pares de apriete entre 100 y 15 000 Nm.
¡Ojo!
Tenga en cuenta también las posibles limitaciones de espacio debidas al brazo de palanca y al sobreesfuerzo del operario.
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 |
Llaves de torque eléctricas
Gama de funciones
A diferencia de los multiplicadores de pares mecánicos (o llaves), un motor eléctrico se encarga del accionamiento y la generación del par de entrada. Esto ofrece claras ventajas en términos de velocidad, ergonomía y constancia. Además, con un motor eléctrico se pueden aplicar pares de apriete de hasta 15 000 Nm. La desactivación del par se consigue mediante niveles de par definidos. Cuando se alcanza el par de apriete definido, la llave de torque se desconecta automáticamente.
¡Ojo!
Para saber si una llave de torque eléctrica es la adecuada para usted, debe hacerse las siguientes preguntas:
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¿Cuento con una fuente de energía constante? (Tenga en cuenta que utilizar un generador puede dar lugar a complicaciones en caso de fluctuaciones importantes en la corriente)
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¿Puedo asegurar una fuente de energía cerca del lugar de atornillado?
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¿Podrían surgir complicaciones al utilizar un cable de alimentación en el lugar del atornillado?
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¿Necesita trabajar en el exterior y bajo distintas influencias (p. ej., lluvia, frío o calor intensos, polvo/arena) o en un espacio cerrado?
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 |
Llaves de torque a batería
Gama de funciones
Las llaves dinamométricas a batería ofrecen casi las mismas ventajas que un atornillador eléctrico. Sin embargo, el factor decisivo es que puede atornillar sin una fuente de energía que esté conectada directamente. La batería alimenta el mando de la herramienta. Esto significa que no hay ningún cable de alimentación que le estorbe y que, además, se elimina el riesgo de daños en el equipo eléctrico en caso de fluctuaciones de potencia.
Puede cargar las baterías en vehículos de la construcción. Además, las baterías y sus capacidades están en constante desarrollo. Por lo tanto, los límites actuales de la tecnología de las baterías son solo una cuestión de tiempo.
¡Ojo!
Con todas las ventajas, seguro que también tiene que haber algún inconveniente. Sí, debido a la tecnología de las baterías, las llaves dinamométricas a batería solo pueden utilizarse hasta 7000 Nm según nuestras recomendaciones. Por supuesto, también puede adquirir un equipo a batería con 10 000 Nm, pero a medida que aumenta el par de apriete, disminuye la velocidad. También debe asegurarse de cargar las baterías con regularidad. Esto es especialmente importante si planifica sesiones largas de atornillado: ¡lo ideal es recargar la batería de repuesto inmediatamente después de cambiarla!
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 |
Llaves de torque a batería digitales
Gama de funciones
En la era de la Industria 4.0, la digitalización también se abre camino en el ámbito del atornillado. ¿Qué significa esto en términos concretos? Los controles digitales permiten:
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Programar eléctricamente y documentar permanentemente parámetros de atornillado como el par de apriete, el ángulo de rotación, las revoluciones y la velocidad
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Introducir programas fijos en las llaves de torque y protegerlos con una contraseña. Reducir los errores de aplicación al mínimo y mejorar la seguridad del proceso notablemente
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Controlar la llave dinamométrica no solo desde el propio equipo, sino también desde su teléfono móvil o un PC/ordenador portátil
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Enviar los datos de forma totalmente automática, p. ej., a través del BUS a una unidad de almacenamiento central o transferirlos mediante un cable USB
¡Ojo!
Pregúntese detenidamente si necesita las funciones adicionales. Los equipos digitales suelen ser más costosos que los modelos analógicos con las mismas prestaciones. Aunque las pantallas y el software suelen ser muy fáciles de usar, las pantallas y los botones de control pueden provocar también daños si no se manejan correctamente. La transmisión puede funcionar sin problemas, pero si se avería la unidad de control tendrá que mandar a reparar su equipo. Por lo tanto, en cualquier caso, infórmese sobre el manejo correcto y la formación adecuada de sus compañeros.
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) |
Llaves de torque neumáticas
Gama de funciones
A diferencia de las llaves dinamométricas eléctricas/a batería, la transmisión funciona con electricidad, sino de forma neumática, es decir, aire comprimido. Esto significa que se pueden alcanzar pares de apriete de hasta 15 000 Nm. El aire comprimido permite regular la llave de torque con una gran suavidad, lo que reduce claramente las vibraciones y hace que sea mucho más fácil de usar.
¡Ojo!
Para generar el aire comprimido se necesita un compresor y una manguera de aire comprimido. Al igual que con las llaves dinamométricas eléctricas, aquí pueden producirse posibles conflictos de espacio en el entorno de atornillado.
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 |
Llaves de torque hidráulicas
Gama de funciones
Si se utiliza una llave de torque hidráulica, el par de apriete de entrada se genera con la ayuda de la presión del aceite. Para ello se necesita una bomba de aceite (por ejemplo, eléctrica o de gasolina). Al igual que los modelos neumáticos, el equipo se impulsa con un líquido a presión. Esto permite aplicar pares de apriete muy elevados.
Con las llaves hidráulicas, puede elegir entre las denominadas llaves de cassette y las llaves hidráulicas de cuadrado. En el caso de las llaves de cassette hidráulicas, se coloca la herramienta sobre el tornillo que desea apretar y el cassette, en el que actúa el par de apriete, rodea la cabeza del tornillo. Una llave hidráulica de cuadrado, al igual que con una llave dinamométrica eléctrica, incluye un cuadrado de accionamiento. Con la ayuda de un dado de impacto (es decir, un componente que tiene un cuadrado en la conexión con el accionamiento y un hexágono en el extremo inferior) podrá terminar de apretar los tornillos.
¡Ojo!
Para generar la presión necesitará mangueras y una bomba. Al igual que con las llaves dinamométricas neumáticas, aquí pueden producirse posibles conflictos de espacio en el entorno de atornillado. Además, recuerde que la presión del aceite es de aprox. 800 bares. Las llaves de torque hidráulicas, las válvulas y las mangueras deben revisarse regularmente para evitar que se produzcan lesiones de los usuarios, daños de los componentes y aplastamientos.
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 empresa E. Berger JUWEL-Schraubtechnik ofrece llaves de torque fabricadas en su planta en la población alemana de Wissen an der Sieg desde hace más de 40 años. Como expertos en el campo de la tecnología de atornillado, estaremos encantados de asesorarle para su próxima aplicación. Le ofreceremos, en función de sus necesidades, la llave de torque adecuada con accesorios incluidos.
Este artículo no pretende reemplazar un asesoramiento personal y técnico de una persona cualificada. Si no está seguro, solicite en cualquier caso una cita personal.