CN102944345A - 具有无线的测量值传输装置的便携式工具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种便携式工具(1)、特别是螺纹旋紧工具(1)，其具有：电动驱动装置(6)和能围绕预先给定的轴线旋转的从动体(4)；检测装置(2)，所述检测装置检测至少一个物理测量值，所述物理测量值表示利用所述从动体(4)进行的工作过程的特征；和传输装置(10)，所述传输装置将所述物理参数以无接触的方式从工具的旋转区域传输到所述工具(1)的固定区域(54、56)上，其中所述传输装置(10)具有转子线圈(12)与定子线圈(14)，并且所述转子线圈(12)能相对于所述定子线圈(14)旋转。根据本发明，所述定子线圈(14)在所述定子线圈(14)与所述转子线圈(12)之间的区域内以无支架的方式构成。

Description

具有无线的测量值传输装置的便携式工具
技术领域
本发明涉及一种便携式工具、特别是一种便携式螺纹旋紧工具(Schraubwerkzeug)。这种便携式工具很久以来由现有技术已知，例如以扳手、电动螺丝刀或手钻的形式。
背景技术
在现有技术中同样已知这种工具，所述工具具有例如将所测量的转矩数据从工具的旋转区域传输到工具的固定区域的、无线的测量信号传输装置。EP 2246 680 A2描述了一种具有非接触式转矩测量装置的电动工具和一种用于测量电动工具中的转矩的方法。在此，设置第一线圈和布置在驱动轴或电机轴上的第二线圈，所述第二线圈与转矩传感器耦联。
因此，所述装置允许非接触式信号传输结构，其被应用在用于固定工具的测量值传感器中。然而，这种类型的信号传输结构的缺点在于，其需要相对大的结构空间，因而更不适用于便携器具。此外，这种传输装置还需要非常稳固的轴承装置，以便即使在载荷条件下仍能在两个所述线圈之间保持非常小的间隙，或者是说即使在运转中仍能避免两个线圈之间进行接触。
发明内容
因此本发明的目的在于，提供一种便携式工具，所述便携式工具允许测量值、例如转矩数据的传输。
所述目的通过独立权利要求的主题来实现。有利的实施方案和改进方案是从属权利要求的主题。
根据本发明的便携式工具、特别是螺纹旋紧工具具有电动驱动装置和可围绕预先给定的轴线旋转的从动体，该从动体尤其用于执行工作过程。此外，所述工具还具有检测装置和传输装置，该检测装置检测至少一个物理参数(或者说测量值)，其表示利用从动体进行的工作过程的特征；该传输装置将物理参数或表示该参数特征的信号以非接触的或者说无线的方式从工具的旋转区域传输到工具的固定区域上。在此，所述传输装置具有转子线圈与定子线圈，其中转子线圈可相对于定子线圈旋转。
根据本发明，所述定子线圈在定子线圈与转子线圈之间的区域内以无支架的方式构成。
因此提出了，为定子线圈或者说通常径向地关于旋转轴线布置在外部的线圈设置所谓的非定子线圈(statorlos Spule)。该非定子线圈也可被称作空心线圈，其在此用于非接触式信号传输。
例如在所述从动体上可布置头部件、例如螺钉头。线圈的无支架的设计方案可理解为：特别是不设置从径向内侧开始承载线圈的支架。通过省略这种支架能够扩大用来进行非接触式信号传输的两个线圈之间的距离。能以这种方式改进特别是用于应用在用于移动式螺纹旋紧技术的蓄电池或电网部分运行的(akku-oder netzteilbetrieben)工具的过程可靠性。更准确地说，还可通过省略用于定子线圈的所述的线圈支架排除了在两个线圈之间的接触，并且可通过扩大气隙还可以省略成本高的或者说复杂的(aufwendig)轴承装置。在此，工具的固定区域特别是理解成这种区域，即不会相对于例如用户握住工具的手进行运动的区域、如特别是壳体区域；或者相对于壳体部件固定布置的部件、例如定子线圈等。在此优选地，从动体与检测物理参数或测量值的测量轴一体构成。测量值直接指所检测的值，然而还可以实现传输由测量值得出的信号，所述信号特别是还表示所述测量值的特征。
此外，还能够在信号功率相同时减少能量需要，因为用来进行非接触式信号传输的两个线圈由于定子线圈被设计成空心线圈能够彼此更接近地布置。因此，通过使用所谓的空心线圈实现了所述两个用来进行非接触式信号传输的线圈之间的间隙扩大。因此特别是可以省略定子线圈支架。
所述两个线圈通常是指特别是传输感应信号的旋转的信号传输装置和固定的信号传输装置。
有利地，转子线圈与定子线圈之间的径向气隙＞0.2mm、优选＞0.4mm、优选＞0.5mm并且特别优选＞0.6mm。因此有利地，气隙例如可增至0.7mm，由此提高了过程可靠性，因为两个线圈间的接触不可能实现。
在另一种有利的设计方案中，定子线圈布置在支架上，其中，所述支架至少部分地径向地布置在所述定子线圈的外部。特别是，定子线圈例如可以布置在径向外部的支架、例如壳体或支架部件中或者说浇铸或烧结(verbacken)在其中。
因而有利地，定子线圈被浇铸到支架材料中。因比通过从径向外部开始保持定子线圈的保持装置来确保支架线圈的保持。
在另一种有利的实施方式中，所述支架材料为浇铸树脂。优选地，利用在环氧树脂的基础上构成的Wepox浇铸树脂(VT3000)来浇铸定子线圈。通过使用这种树脂能够实现仅形成小的热释放和小的收缩压力。
在另一种有利的实施方式中，所述定子线圈借助轴承装置并且特别是借助球轴承相对于所述工具的旋转区域(特别是从动轴或测量轴)进行支承。此外，所述工具还有利地具有存储器装置，该存储器装置例如用于存储测量轴或从动体(也许包括空心线圈组件)的校准数据。从而例如可设置电路板连同所谓EEPROM(电可擦可编程序只读存储器)。电路板可集成到空心线圈的整个组件中。通过空心线圈与测量轴借助球轴承实现的上述连接能实现；使两个线圈之间的距离保持不变。如果定子线圈直接浇铸到例如特别是用于移动式螺纹旋紧技术的蓄电池或电网部分运行的工具的半轴瓦中，则可以出现上述情况。
在另一种有利的实施方式中，所述物理参数从一组包含了转矩、转速、旋转角、电流、电压、其中组合等的参数中选出。有利地，所述检测装置是例如可包含电阻应变片的转矩检测装置，该转矩检测装置用于检测从动体或测量轴的所传输的转矩数据。所述物理参数或测量值优选是在工作运行中变化的参数或测量值。
在另一种有利的实施方式中，所述工具具有用于运行所述电动驱动装置的储能装置。从而尤其设置了电池或蓄电池，其能够使得所述工具即使在没有导线的情况下仍能运行。
在另一种特别优选的实施方式中，所述工具具有用于以无线的方式接收用来控制所述工具的控制数据的接收装置。从而例如可以由中央单元预先给出最大的转矩。此外，所述工具还有利地具有用于以无线的方式发送控制数据的信号输出装置。从而例如能将被测量的实际转矩值发送给中央控制装置，并且该中央控制装置可以响应该值对用于进行驱动的馈电或者转矩进行控制。
因此在另一种有利的实施方式中，所述工具还具有用于控制工作过程、例如螺纹旋紧过程的控制装置。控制装置因此有利地适用于基于上述(特别是所测量的)物理参数来操控螺纹旋紧过程。
优选地，所述工具具有用于测量物理参数的测量装置。在此，所述测量装置有利地布置成在工作运行中旋转。
此外，本发明还涉及一种用于以无限的且特别是感应的方式传输螺纹旋紧过程的物理测量值或参数的传输装置，所述传输装置具有可关于预先给定的旋转轴线旋转地布置的转子线圈和不能相对转动地布置的定子线圈，所述转子线圈用作物理参数用的发射装置，定子线圈用作物理参数用的接收装置。在此，所述线圈之一、并且特别是转子线圈沿关于所述旋转轴线的径向方向布置在所述另一个线圈内。
根据本发明，径向地位于外部的线圈、特别是定子线圈的支架以下述方式构成：在两个线圈之间的空间基本上以无支架的方式保持。如上所述，以这种方式可扩大两个线圈之间的间隙。
附图说明
其它优点和实施例由附图中得出：
其中：
图1示出了根据本发明的工具的示意图；
图2示出了检测单元的截面图；以及
图3示出了检测单元的透视图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的便携式工具1的一部分的示意图。在此，所述便携式工具具有(未示出的)驱动装置、如电机，该电机通过(未示出的)传动装置来驱动整体以4标注的、围绕旋转轴线D旋转的从动轴4。从动轴在此还用作用于测量物理参数、如尤其是转矩的测量轴。此外，所述工具还具有整体以2标注的检测装置，其检测工作过程的物理参数。在此，该检测装置2具有电阻应变片(Dehnmessstreifen)28，借助该电阻应变片可检测转矩、例如传递的转矩。在此，从动轴4相对于可构造为锅状的壳体部件52可旋转地支承。附图标记42标注从动头，在该从动头上例如可布置螺纹旋紧件。
附图标记18粗略地标注用于将电信号传输给整体以附图标记10标注的传输装置的电传输线，所述传输装置将所测量的值以无线的方式由从动体4的旋转区域传输到工具的固定区域上。附图标记30以其整体标注工具的固定区域。
在此，检测装置10具有布置在支架22上的转子线圈12。
附图标记14标注定子线圈，该定子线圈如前所述被构造为无支架或者构造为空心线圈并且由保持装置16保持，例如浇铸到该保持装置中。附图标记30标注固定的壳体部件，在其上例如可布置定子线圈14。在此，线圈14可被设计成具有两股导线的双线圈，所述导线例如可被焊接到电路板上。附图标记S标注在定子线圈14与转子线圈12之间形成的间隙。由于定子线圈的无支架的设计方案，因而该间隙与现有技术相比更大。
附图标记54标注存储器装置、如EEPROM。在此，存储器装置54布置在电路板56上。
在此，电路板也可与用于转子线圈14的承载单元16构造成一个单元。
除轴承32外，还(示意性)示出了其它轴承36，其同样可旋转地支承从动体4。附图标记44标注传输转子线圈14的信号的电导线。附图标记38(同样仅粗略地示意性地)以其整体标注传动装置，所述传动装置插接在(特别是电)驱动装置6与从动体4之间，并且所述传动装置优选使该驱动装置的旋转速度换挡为低速。
图2示出了传输装置10的另一个视图。在此又可以看出布置在保持装置16上的转子线圈14。在此还示出了存储器装置54，其可布置在保持装置或者说承载装置16上。
图3示出了传输装置10的透视图。其中，附图标记64标注用于接收所测量的值的连接装置，其中，在该位置处还可设置无电缆或无线式传输装置，该传输装置通过无线电将该测量值传输给(未示出的)中央单元。附图标记62标注开口，例如可承载定子线圈的壳体部件能够借助该开口与壳体部件60螺纹连接。
只要在该申请文件中公开的特征以单个的或组合的形式相对于现有技术具有创新，则申请人保留：在该申请文献中公开的所有特征被要求作为本发明的本质特征。
附图标记列表
1便携式工具
2检测装置
4从动轴
6驱动装置
10传输装置
12转子线圈
14定子线圈
16保持装置
18电传输线
22支架
28电阻应变片
30固定的壳体部件
32轴承
36其它轴承
38传动装置
42从动头
44电导线
52壳体部件
54存储器装置
56电路板
60壳体部件
62开口
64连接装置
D旋转轴线
S间隙

Claims (10)

1.一种便携式工具(1)、特别是螺纹旋紧工具(1)，其具有：电动驱动装置(6)和能围绕预先给定的轴线旋转的从动体(4)；检测装置(2)，所述检测装置检测至少一个物理测量值，所述物理测量值表示利用所述从动体(4)进行的工作过程的特征；和传输装置(10)，所述传输装置将所述物理测量值以无接触的方式从工具的旋转区域传输到所述工具(1)的固定区域(30)上，其中所述传输装置(10)具有转子线圈(12)与定子线圈(14)，并且所述转子线圈(12)能相对于所述定子线圈(14)旋转，其特征在于，所述定子线圈(14)在所述定子线圈(14)与所述转子线圈(12)之间的区域内以无支架的方式构成。
2.根据权利要求1所述的便携式工具(1)，其特征在于，所述转子线圈(12)与所述定子线圈(14)之间的径向气隙大于0.2mm、优选大于0.4mm、优选大于0.5mm并且特别优选大于0.6mm。
3.根据前述权利要求中至少一项所述的便携式工具(1)，其特征在于，所述定子线圈布置在支架(16)上，所述支架至少部分地径向地布置在所述定子线圈的外部。
4.根据前述权利要求中至少一项所述的便携式工具(1)，其特征在于，所述定子线圈(14)被浇铸到支架材料中。
5.根据权利要求4所述的便携式工具(1)，其特征在于，所述支架材料为浇铸树脂。
6.根据前述权利要求中至少一项所述的便携式工具(1)，其特征在于，所述定子线圈(14)借助轴承装置、特别是借助球轴承相对于所述工具的旋转区域进行支承。
7.根据前述权利要求中至少一项所述的便携式工具(1)，其特征在于，所述物理测量值从一组包含了转矩、转速、旋转角、电流、电压、其中组合等的测量值中选出。
8.根据前述权利要求中至少一项所述的便携式工具(1)，其特征在于，所述工具(1)具有用于运行所述电动驱动装置的储能装置。
9.根据前述权利要求中至少一项所述的便携式工具(1)，其特征在于，所述工具具有用于以无线的方式接收用来控制所述工具(1)的控制数据的接收装置。
10.一种用于以无线的且特别是感应的方式传输螺纹旋紧过程的物理测量值的传输装置(10)，所述传输装置具有能关于预先给定的旋转轴线(D)旋转地布置的转子线圈(12)和不能相对转动地布置的定子线圈(14)，所述转子线圈用作物理测量值用的发射装置，所述定子线圈用作物理参数用的接收装置，其中所述线圈(12、14)之一沿关于所述旋转轴线(D)的径向方向布置在所述另一个线圈(14、12)内，其特征在于，所述径向地位于外部的线圈的支架以下述方式构成：在所述两个线圈(12、14)之间的空间基本上以无支架的方式保持。
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