CN102430915B - 具有分离功能的保持和驱动工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有分离功能的保持和驱动工具。具体地，提供了一种通过螺柱和螺母将零件紧固在一起的保持和驱动工具以及操作方法。该工具可包括工具本体，工具本体包括位于其内的驱动部件，驱动部件由动力源驱动旋转；螺母驱动部件，该螺母驱动部件接合所述驱动部件上，并且包括螺母接合部分，该螺母接合部分接纳在螺母上且相对于螺柱旋转该螺母；保持部件，该保持部件包括连接至保持头的保持杆，保持头定位在螺母驱动部件内并且接纳在位于螺柱上的保持特征上，以阻止螺柱相对于保持部件的旋转；以及离合器，离合器固定至工具本体和保持杆，其中该离合器可选择地允许以及阻止保持杆相对于工具本体的旋转。

Description

具有分离功能的保持和驱动工具

技术领域

本发明一般涉及用于将螺母驱动至紧固件上的工具，具体而言涉及这样的工具，所述工具在驱动螺母的同时保持住紧固件。

背景技术

一些用于将螺母紧固到紧固件上的工具被设计为当螺母被驱动至紧固件上时可接合紧固件以阻止其旋转。有时，这样的工具被用于例如汽车的组装中。关于这些类型的工具的一个问题在于阻止紧固件旋转的保持部件的耐久性。在将螺母放在紧固件上的组装操作结束时，用于产生联接的扭矩可以被传递至保持部件。这样将会导致工具的过早破坏，从而引起工具不得不下线以更换保持部件（或保持部件的一部分）。这样就减少了工具可被使用的时间，并且增加了将紧固在一起的组件组装起来的成本。

发明内容

一个实施例设想了一种通过螺柱和螺母而将零件紧固在一起的保持和驱动工具。所述工具可包括：工具本体，所述工具本体包括在其内的驱动部件，所述驱动部件由动力源驱动旋转；螺母驱动部件，所述螺母驱动部件接合所述驱动部件且包括螺母接合部分，所述螺母接合部分可滑动地接纳在螺母上并且相对于螺柱来旋转所述螺母；保持部件，所述保持部件包括连接至保持头的保持杆，其中所述保持头定位在所述螺母驱动部件内，并且可滑动地接纳在位于螺柱上的保持特征上，以阻止所述螺柱相对于所述保持部件的旋转；以及离合器，所述离合器固定至所述工具本体和所述保持杆，所述离合器可选择地允许以及阻止保持杆相对于工具本体的旋转。

一个实施例设想了一种使用保持和驱动工具通过螺柱和螺母将多个零件紧固在一起的方法，所述方法包括以下步骤：将螺母驱动部件滑动至与螺母接合，同时将保持部件的保持头滑动至与螺柱的保持特征接合；固定住离合器以阻止保持部件相对于所述保持和驱动工具的工具本体旋转；启动保持和驱动工具，以使螺母驱动部件旋转，从而将螺母拧紧到螺柱上；以及在将螺母已经部分拧到螺柱上之后，释放离合器以允许保持部件相对于工具本体旋转，由此当螺母被拧在螺柱上时，保持头不再阻止螺柱旋转。

实施例的优点在于，当这种工具用于将零件紧固在一起时，对保持部件的离合器控制减小了工具的维护费用和停工时间。

附图说明

图1是保持和驱动工具的示意透视图，其中该保持和驱动工具正与螺母和锥形螺柱接合；

图2是保持和驱动工具的另一个示意透视图，其中该保持和驱动工具正与螺母和锥形螺柱接合；

图3是保持部件的示意透视图；

图4是锥形螺柱的示意透视图。

具体实施方式

图1-图4示出了与螺柱24上的螺母22接合的保持和驱动工具20的各个部分，这些部分用于将第一部件26（如图1中示出）固定至第二部件28（如图1中示出）。螺柱24可为锥形螺柱。

保持和驱动工具20包括可以具有握持部32的工具本体30。工具本体30中的空腔包括驱动工具的齿轮部件34，齿轮部件34例如可为电动或气动的。齿轮部件34可包括伞齿轮（或锥齿轮）36，伞齿轮36可与螺母驱动部件40上的匹配的伞齿轮38啮合。

螺母驱动部件40包括具有螺母接合部分44的中心孔42，螺母接合部分44的形状形成为接合并旋转螺母22。例如，如果将要被驱动的螺母22是典型的六角螺母时，该部分可为六角形的。中心孔42的另一部分46通向工具本体30内的凹部，从而允许保持部件48贯穿其延伸。

保持部件48具有连接至保持头58的保持杆50。保持杆50延伸贯穿螺母驱动部件40的该部分46，贯穿工具本体30，并且进入到离合器52中。离合器52被固定至工具本体30，并且有选择地允许保持杆50相对于工具本体30旋转或不旋转。离合器52可为任何类型的、能保持住杆50以阻止其旋转以及可选择地释放杆50以允许旋转的离合器。如果需要，则离合器52可以具有可调扭矩设置装置，以允许改变与离合器52分离所需的扭矩。

离合器52可与控制器54通信并由控制器54控制。控制器54也可以对保持和驱动工具20的启动以及由其产生的扭矩进行控制。扭矩传感器56（或其他的估计扭矩的装置）可被使用，以确定由保持和驱动工具20所施加的扭矩。控制器可为本领域内技术人员所熟知的硬件和软件的任何组合。

保持头58的形状形成为可滑入螺柱24的端部上的匹配的保持特征60内，或者滑到螺柱24的端部上的匹配的保持特征60之上。在本实施例中，保持特征60为形成在螺柱24的端部中的六角形形状的凹部。但是，保持特征60也可以为螺柱24的端部上的六角形外表面（未示出）。基本上，保持特征60是具有以下特点的任何特征，即：能够可滑动地与保持头58匹配，以防止螺柱24相对于保持头58旋转，同时仍允许螺母22在螺柱24的端部上滑动。

图1示出了零件26、28的示例，零件26、28可通过螺柱24和螺母22而结合。在本示例性实施例中的螺柱24为锥形螺柱（在图4中最佳地示出）。螺柱24包括与螺纹部68相邻的保持特征60，螺纹部68与螺母22配合。邻近螺纹部68的是随着远离螺纹部68延伸而径向向外呈锥形的锥形部70。螺柱24也可包括基座部72，基座部72将这些零件保持于其上。

现在参考图1-图4详述对保持和驱动工具20的操作。要被组装的零件26、28安装在螺柱24上。螺母22定位在螺柱24的螺纹部68上。保持和驱动工具20被移动就位，使得螺母22被接纳在螺母驱动部件40的螺母接合部分44中，并且保持头58被接纳在螺柱24的保持特征60中。

工具20被启动，使得驱动工具的齿轮部件34旋转伞齿轮36，其经由匹配的伞齿轮38导致螺母驱动部件40的旋转。当工具20被启动时，离合器52接合保持杆50以阻止保持部件48相对于工具本体30旋转。这转而又阻止了螺柱24旋转。随着螺母驱动部件4旋转，螺母22被螺纹连接至螺柱24的螺纹部68。

在螺母22完全设置就位之前的某一时刻，离合器52与保持杆50分离。在螺柱24为锥形的情况下，该时刻可为当达到预定扭矩时，该预定扭矩表示了锥形结合处的摩擦力已经足够高，以至于即使在保持部件48被释放时也足以保持螺柱24以免其旋转。在其他情况下，离合器52可以在预定时间或螺母22的预定旋转量之后被释放。控制器54可被用于确定何时使离合器52分离以及何时实际上导致离合器52分离。控制器54可编程，以便基于被紧固在一起的具体的零部件26、28和螺柱24来调整所述分离。这样，利用根据本发明的保持和驱动工具20，避免了保持头58上的不期望扭矩，从而使得改善了工具的磨损以及减少了停工期。

虽然一些本发明的实施例已经被详细描述，但是熟悉那些本发明涉及的领域的普通技术人员会意识到用于实现由所附权利要求书限定的本发明各种替代性设计和实施例。

Claims (5)

1.一种用于通过螺柱和螺母将零件紧固在一起的保持和驱动工具，所述工具包括：

工具本体，所述工具本体包括位于其内的驱动部件，所述驱动部件被构造成由动力源驱动旋转；

螺母驱动部件，所述螺母驱动部件可操作地接合所述驱动部件以便由所述驱动部件驱动，所述螺母驱动部件包括螺母接合部分，所述螺母接合部分被构造成可滑动地接纳在所述螺母上并且相对于所述螺柱旋转所述螺母；

保持部件，所述保持部件包括连接至保持头的保持杆，所述保持头定位在所述螺母驱动部件内并且被构造成可滑动地接纳在所述螺柱上的保持特征上，以防止所述螺柱相对于所述保持部件旋转；以及

离合器，所述离合器被固定至所述工具本体和所述保持杆，所述离合器被构造成选择性地允许以及阻止所述保持杆相对于所述工具本体的旋转；

扭矩传感器，所述扭矩传感器可操作地接合所述保持和驱动工具，以便确定扭矩值；

控制器，所述控制器可操作地接合所述离合器和所述扭矩传感器，所述控制器被构造成：当所述扭矩传感器感测到预定扭矩值时，导致所述离合器允许所述保持杆相对于所述工具本体的旋转；以及

其中，所述螺柱为锥形螺柱，且所述预定扭矩值被计算为高至这样的程度，即：当所述螺母被拧到所述螺柱上时，所述锥形螺柱和所述零件之间的摩擦力高至足以保持住所述螺柱以免旋转。

2.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述保持头为六角形，并且被构造成装配到位于所述螺柱内的匹配的六角形凹部中。

3.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述驱动部件被构造成是电动的。

4.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述驱动部件被构造成是气动的。

5.一种使用保持和驱动工具通过螺柱和螺母将多个零件紧固在一起的方法，所述方法包括以下步骤：

a）将螺母驱动部件滑动至与所述螺母接合，同时将保持部件的保持头滑动至与所述螺柱的保持特征接合；

b）固定住离合器以防止所述保持部件相对于所述保持和驱动工具的工具本体旋转；

c）启动所述保持和驱动工具以使所述螺母驱动部件旋转，从而将所述螺母拧到所述螺柱上；以及

d）在将所述螺母已经部分拧到所述螺柱上之后，释放所述离合器以允许所述保持部件相对于所述工具本体旋转，由此当所述螺母被拧到所述螺柱上时，所述保持头不再阻止所述螺柱旋转；并且其中，所述螺柱为锥形螺柱，且步骤d）进一步限定有：检测预定扭矩，所述预定扭矩指示了所述锥形螺柱与所述多个零件之间的摩擦力已经高至足以保持住所述锥形螺柱以免旋转；以及当达到所述预定扭矩时，释放所述离合器。