CN102015198A - 用于旋紧螺钉接头的动力工具和释放联轴器 - Google Patents

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Abstract

一种用于旋紧螺钉接头的动力工具(1)，包括：旋转马达(3)以及用于在运转过程中已经达到预定的旋紧状态的时候启动作用于所述马达的制动力矩的设备(10)。释放联轴器(6)包括第一联结部分(11)和第二联结部分(12)，所述第一联结部分(11)由支承轴(14)所支承，该支承轴(14)旋转地连接于所述马达，所述第二联结部分(12)旋转地连接于输出轴。所述第一联结部分(11)能够移动到一个或多个位置，在所述一个或多个位置其与所述第二联结部分分离，并且向所述输出轴传输的力矩中断。向马达施加制动力矩导致第一联结部分从第一位置移动到所述第二位置或多个位置。

Description

用于旋紧螺钉接头的动力工具和释放联轴器
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的用于旋紧螺钉接头(screwjoint)的动力工具。本发明还涉及如权利要求6的前序部分所述的用于这种动力工具的释放联轴器。
背景技术
先前已知的用于工业用途的螺钉或者螺母扳手包括用于使电动马达受到制动力矩作用的装置，这一作用发生于预定的旋紧状态已经实现的时候，所述的预定的旋紧状态例如增大的力矩阻力超过一定的水平的状态。
这种设备的一个例子在US 4210852中被公开。在该文件中，这种状态可以通过监视向该设备的马达提供的电流而进行检测。为了实现快速的工具停止，所述马达被短路并且因此被猛烈制动。
即使先前已知的设备功能良好，但是存在获得更高生产率的需求，因此需要提供一种具有高转速的动力工具，该动力工具还可以被用于具有低弹性或者实际上不具有弹性的螺钉接头。
这种螺钉接头的例子在用于组装和安装用途的大头螺钉的应用场合下出现，并且在存在破坏螺钉接头的明显风险的应用场合下出现，如果高速的工具不能够足够快地停止则会出现上述的风险。这些存在问题的螺钉接头例如会在电子工业的一些部件中遇到，其中还存在极其高的生产率的需求。
从而在这些情况下，需要有极快速的停止，从而在使用快速旋转的螺钉或者螺母驱动器的时候也获得高质量的螺钉接头。
发明内容
本发明的目的和最重要的特征
本发明的目的是提供如上文所述的那种动力工具，该动力工具针对并且至少部分地减少了上述问题。
所述目的基于上文所述的由权利要求1中的特征所限定的动力工具而实现。
通过提供具有释放联轴器的工具，并且所述释放联轴器使马达的旋转部分和传动元件与输出轴断开，从而实现了转动惯量的主要部分被断开的目的。
因此，螺钉接头不会受到储存在动力工具内部的旋转质量中的动能的主要部分的影响。而且，至少部分地避免了检测快速程序的困难。
例如，根据本发明而能够被断开的部分的惯量因数很可能与保持连接至输出轴的元件的惯量因数的20到100倍一样大。
US 5155421描述了一种用于旋紧螺钉接头的动力扳手，其使用延迟响应惯性设备。但是，所述设备布置成用于在超过马达转子中的特定的预定延迟大小时启动开关。
当旋转马达是电动马达的时候，以及当用于使马达制动的设备是用于启动作用于马达的电制动力矩的电路的时候，本发明是特别有用的，因为在这些应用中，已经存在非常快速的旋转和快速停止螺钉驱动器的例子。
优选地，通过弹性元件、电线圈中的至少一个，第一联结部分受到第一位置的方向上的力的作用，因为这使得初始力矩能够依据联轴器和不同的初始位置而转移。弹性元件可以是压缩弹簧或者任何其它合适的弹性装置。
由电流供能的线圈可以提供与弹性元件相同的功能或者提供另外的保持力。所述线圈还可以保持联轴器断开，或者甚至是如果为了所述目的而进行了适当的供能，其可以将第一联结部分移动到第二位置，第一联结部分在第二位置上与第二联结部分分离，此时所述工具上也没有制动作用。所述线圈还能够在第一联结部分上提供稳定效果并防止其振荡。
第一联结部分优选地由螺纹、球和槽、销和槽、或者凸轮和随动件进行导向。螺纹的使用是有利的——简单且经济，但是如果不加入用于允许反向驱动的附加措施的话，其基本上使得所述工具只能在一个旋转方向上使用。用于第一联结部分的导向的球和槽装置或者销和槽装置能够通过使槽具有相应的形状和方向而在两个旋转方向上使用所述工具。
根据背景技术，具有45000rpm的旋转速度的工具可以在5毫秒(msek)之内被制动到0rpm的最终旋转速度。但是，因为在旋转部件中存在相当大的转动惯量，所以这种非常快的制动作用带来了不必要的螺钉的后续旋转。
这种后续旋转的影响难以计算，并且难以在快速进程中进行补偿，因此通常对于结果是有害的，特别是就上文所述的螺钉接头而言是有害的。根据本发明，在很大程度上避免了这种后续旋转。
对于用于螺钉接头旋紧动力工具的释放联轴器设备来说，具有相应的优点。
本发明的其它特点和优点在对实施例的下述说明中进行描述。
附图说明
本发明现在将通过实施例并参考附图进行更详细的描述，在图中：
图1示意性地示出了根据本发明的动力工具，
图2a以轴向截面示出了在第一位置上的图1中的动力工具的释放联轴器，
图2b以轴向截面示出了在第二位置上的图1中的动力工具的释放联轴器，以及
图3示出了第二实施例中的释放联轴器的细节。
具体实施方式
图1示意性地示出了动力工具1，该动力工具1用于仅通过所示的其主要功能元件而旋紧螺钉接头。动力工具1包括壳体2，其中布置有电动马达3。马达3与中间动力传输单元4相连接，然后所述中间动力传输单元4包括齿轮传动装置5和释放联轴器6。
释放联轴器6位于与输出轴7相连接的输出侧，输出轴7在其远端携带螺钉接合构件8。
附图标记9表示中央处理单元，其监视所述动力工具的运转。用于启动制动力矩的电路10功能性地连接于所述处理单元并且连接于电动马达3。
单元3可以设置成通过例如监视供给到所述设备的马达的电流而检测代表了已经达到预定力矩的特别状态。为了实现快速的工具停止，可以使所述马达发生短路并且因此猛烈地制动。也可以使用其它本身已知的对于马达的制动作用。所述马达可以是电池驱动的或者可以通过电线22而连接于网络中的电源。
在图2a中，更详细地示出了释放联轴器6。特别地，释放联轴器6包括第一联结部分11，该第一联结部分11由支承轴14所支承。然后，支承轴14旋转地连接于所述电动马达。附图标记20表示球轴承。
螺旋压缩弹簧13位于支承轴14上的轴肩15与第一部分11的套筒部分17上的轴肩表面16之间，第一部分11被该螺旋压缩弹簧13按压到所示的位置，该位置是所述第一联结部分的第一位置。在该位置上，所述第一联结部分与释放联轴器6的第二联结部分12相接合。
并且，第一联结部分11在螺纹18上相对于支承轴14而受到引导，从而第一联结部分11相对于支承轴14的相对旋转导致了第一联结部分11相对于支承轴14的相对轴向移动以及第二联结部分12的相对轴向移动。
在图2b中，所示的释放联轴器6位于所述第一联结部分的第二位置，其中所述第一联结部分已经发生轴向移动，从而第一和第二联结部分11和12之间的力矩传递已经中断。
根据本发明，当电动马达3受到制动力矩的作用的时候，第一联结部分11到达所述第二位置，所述制动力矩然后也导致支承轴14的猛烈减速(retardation)。由于在旋转过程中储存在第一联结部分中的动能以及支承轴14的制动，结果将会导致在第一联结部分11和支承轴14之间的相对转动惯量运动。
因此，第一联结部分11通过螺纹18的引导将会离开其第一位置并且到达图2a中所示的第二位置。应当注意，所述“第一位置”经过了清楚的限定，然而“第二位置或多个位置”则可以被限定为第一联结部分与第二联结部分分离的所有位置。
因此，当第一联结部分位于第二位置或者多个位置时，仍然连接于所述螺钉接合构件的仅剩下的旋转部件将会是输出轴8和第二联结部分12，它们的动能的水平将不会对最终的螺钉接头造成有害的影响。但是，应当注意的是，一个或多个齿轮台阶(未示出)可能被放置在释放联轴器和输出轴之间。但是，如果尺寸合适，这些元件不会对本发明的效果造成有害的影响。
本发明能够在所附权利要求的范围内进行修改。释放联轴器可以被构造成不同于图2a和图2b中所示的圆锥形接触表面，其可以例如具有平面的接触表面。
螺旋压缩弹簧13可以替换为另一种致动装置，例如由附图标记19表示的电线圈，其具有组合的特征：1)为所述联轴器提供保持力，2)提供第一联结部分的延续的释放位置，以及3)提供用于稳定第一联结部分以避免不必要的振荡的装置。供给到线圈19的电力可以受到处理单元9的控制。所述线圈也可以是例如压缩弹簧13的弹性元件的补充元件。
图3中示出了图2a和图2b中的螺纹18的替换方式。支承轴14′具有导向槽21，该导向槽21相对于被轴14′的轴线横穿的平面具有α°的角位移。第一联结部分可以受到槽21的引导，该引导通过球、销等等的中间作用而实现。其它的方案也是可能的，例如凸轮和随动件。
所述工具的马达还可以是气动的，即使这类工具不太可能提供本发明最有用的高旋转速度。
有必要将所述释放联轴器布置得尽可能接近螺钉接头，因为这在释放之后相应地几乎不留下剩余的转动惯量。但是，由于尺寸问题，有时候有意地在释放联轴器和输出轴之间具有至少一个传动台阶。
在小型小力矩机器中本发明是最有用的，但是本发明也可以应用于较大的设备。

Claims (10)

1.一种用于旋紧螺钉接头的动力工具(1)，包括：旋转马达(3)，用于在运转过程中已经达到预定的旋紧状态的时候启动作用于所述马达的制动力矩的设备(10)，用于与螺钉或螺母接合构件相连接的输出轴(7)，以及位于所述马达和所述输出轴之间的中间力矩传输单元(4)，其特征在于
-所述中间力矩传输单元(4)包括释放联轴器(6)，该释放联轴器(6)用于中断向所述输出轴传输的力矩，
-所述释放联轴器(6)包括第一联结部分(11)和第二联结部分(12)，所述第一联结部分(11)由支承轴(14)所支承，该支承轴(14)旋转地连接于所述马达，所述第二联结部分(12)旋转地连接于所述输出轴，
-所述第一联结部分(11)能够在第一位置和第二位置或多个位置之间移动，所述第一联结部分(11)在所述第一位置与所述第二联结部分(12)相接合，以向所述输出轴传输力矩，所述第一联结部分(11)在所述第二位置或多个位置与所述第二联结部分分离，并且向所述输出轴传输的力矩中断，以及
-所述第一联结部分(11)相对于所述支承轴受到引导，从而，通过向所述马达施加制动力矩导致的所述第一联结部分(11)相对于所述支承轴(14)的相对转动惯量运动导致了所述第一联结部分从所述第一位置移动到所述第二位置或多个位置。
2.根据权利要求1所述的用于旋紧螺钉接头的动力工具，其特征在于，所述旋转马达(3)是电动马达。
3.根据权利要求1或2所述的用于旋紧螺钉接头的动力工具，其特征在于，用于启动作用于所述马达的制动力矩的设备是电路(10)，该电路(10)用于启动作用于马达(3)的电制动力矩。
4.根据权利要求1、2或3所述的用于旋紧螺钉接头的动力工具，其特征在于，通过弹性元件(13)、电线圈(19)中的至少一个，所述第一联结部分(11)受到所述第一位置的方向上的力的作用。
5.根据权利要求1、2或3所述的用于旋紧螺钉接头的动力工具，其特征在于，通过电线圈(19)，所述第一联结部分(11)受到所述第二位置的方向上的力的作用。
6.根据权利要求1-5的任一项所述的用于旋紧螺钉接头的动力工具，其特征在于，所述第一联结部分由螺纹、球和槽、销和槽、或者凸轮和随动件进行导向。
7.一种释放联轴器设备，该设备用于螺钉接头旋紧动力工具，这类螺钉接头旋紧动力工具包括：旋转马达(3)，用于在运转过程中已经达到预定的旋紧状态的时候启动作用于所述马达的制动力矩的设备(10)，以及用于与螺钉或螺母接合构件相连接的输出轴(7)；所述释放联轴器(6)包括在中间力矩传输单元(4)中，该中间力矩传输单元(4)位于所述马达(3)和所述输出轴(7)之间，其中，所述释放联轴器适于中断向所述输出轴传输的力矩，并且其中
-所述释放联轴器(6)包括第一联结部分(11)和第二联结部分(12)，所述第一联结部分(11)由支承轴(14)所支承，该支承轴(14)旋转地连接于所述马达(3)，所述第二联结部分(12)旋转地连接于所述输出轴(7)，
-所述第一联结部分(11)能够在第一位置和第二位置或多个位置之间移动，所述第一联结部分(11)在所述第一位置与所述第二联结部分相接合，以向所述输出轴传输力矩，所述第一联结部分(11)在所述第二位置或多个位置与所述第二联结部分分离，并且向所述输出轴(7)传输的力矩中断，以及
-所述第一联结部分(11)相对于所述支承轴(14)受到引导，从而，通过向所述马达施加制动力矩导致的所述第一联结部分相对于所述支承轴的相对转动惯量运动导致了所述第一联结部分(3)从所述第一位置移动到所述第二位置或多个位置。
8.根据权利要求7所述的释放联轴器设备，其特征在于，通过弹性元件(13)、电线圈(19)中的至少一个，所述第一联结部分(11)受到所述第一位置的方向上的力的作用。
9.根据权利要求7所述的释放联轴器设备，其特征在于，通过电线圈(19)，所述第一联结部分(11)受到所述第二位置的方向上的力的作用。
10.根据权利要求7、8或9所述的释放联轴器设备，其特征在于，所述第一联结部分(11)由螺纹、球和槽、销和槽、或者凸轮和随动件进行导向。
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