CN103465211A - 手持式拧紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明从一种具有转矩耦接器（12）的手持式拧紧装置出发，所述转矩耦接器被设置用于，限定一最大能够传递到一插入式工具（14）上的转矩（16）。建议所述手持式拧紧装置具有至少一个监控单元（18），其设置成用于求得一旋转偏移特征值（20），所述旋转偏移特征值描述了所述转矩耦接器（12）的旋转偏移。

Description

手持式拧紧装置

技术领域

本发明涉及一种具有一转矩耦接器的手持式拧紧装置。

背景技术

已经建议过一种具有一转矩耦接器的手持式拧紧装置，该转矩耦接器设置成用于限定一能够最大地传递到插入式工具上的转矩。

发明内容

本发明从一种具有一转矩耦接器的手持式拧紧装置出发，所述转矩耦接器设置成用于限定一能够最大地传递到插入式工具上的转矩。

建议所述手持式拧紧装置具有至少一个监控单元，其设置成用于求得一旋转偏移特征值，所述旋转偏移特征值描述了所述转矩耦接器的旋转偏移（Drehversatz）。“转矩耦接器”应该特别理解为一种机械的耦接器，其设置成用于在超过所述最大地能够传递的转矩的情况下，中断一在固定所述插入式工具的插入式工具固定装置和所述手持式拧紧装置的驱动单元之间的旋转连接。优选地，所述能够最大地传递的转矩可由操作者进行调整。有利的是，所述转矩耦接器至少部分地与所述手持式拧紧装置的传动装置一体地构造。所述机械的转矩耦接器构造成一种本领域技术人员认为适宜的转矩耦接器，但优选根据专利文献DE102009046663A1的设计方案进行构造。特别是“插入式工具”应该理解为一种器具，其设置成用于直接加工工件。有利的是，所述插入式工具被设置用于，在工作过程中特别是由手持式拧紧装置的插入式工具固定装置旋转地驱动。特别是所述插入式工具构造成一种本领域技术人员认为适宜的插入式工具，但有利地构造成螺旋组件、螺母（Schraubnuss）、钻孔机、键孔锯（Lochs?ge）和/或构造成铣刀。“设置”应该理解为特殊地编制程序、设计和/或配备。“最大地能够传递的转矩”应该特别理解为一由驱动单元所引起的最高转矩，所述最高转矩在运行状态中能够从插入式工具固定装置作用到插入式工具上，而无需打开转矩耦接器。特别是“限定”在上下文中应该理解为，转矩耦接器阻止一比所述运行状态的最大转矩更大的转矩的传递。“监控单元”应该特别是理解为一种单元，其设置成用于检测所述旋转偏移，并且电地输出所述与旋转偏移的值相关的旋转偏移特征值。“电地”应该特别理解为：借助于电流、电荷和/或电压进行数字地和/或模拟地编码。特别是“电地输出”也应该理解为，监控单元将旋转偏移特征值保存在一特别是多功能使用的存储器和/或一计算单元的寄存器中。“输出”应该特别理解为，监控单元为了传输所述旋转偏移特征值而对导体和/或存储器中的电流和/或电压产生影响。“旋转偏移特征值”应该特别是理解为一种特征值，其具有一与旋转偏移相关的信息，所述信息可以占据多于两个不同的值。优选地，旋转偏移特征值是数字地编码的。可替换的是，旋转偏移特征值可以是模拟地编码的。特别有利的是，所述旋转偏移特征值描述了，转矩耦接器在工作过程中以何种频度超出锁合或者说去除锁合（übergerastet）。可替换的是，所述旋转偏移特征值可以描述一种时间，所述时间是自从去除锁合开始所经历的时间。因此，所述旋转偏移特征值基本上与旋转偏移呈线性关系。“旋转偏移”应该特别是理解为：所述转矩耦接器的与驱动单元旋转耦接的部分相对于所述转矩耦接器的与工具夹头旋转耦接的部分的旋转运动。通过根据本发明的手持式拧紧装置的设计方案可以在设计上简单地以及有利地灵活地对所述转矩耦接器的旋转偏移作出反应。此外，可以通过所述机械的转矩耦接器来实现最大转矩的特别精确的调整。特别是可以实现所述转矩耦接器的可复制的行为，这对于系列旋紧装置是特别有利的。

在另一种设计方案中建议，手持式拧紧装置包括一驱动单元和一控制单元，所述控制单元设置成用于与监控单元的旋转偏移特征值相关地控制所述驱动单元，由此能够实现设计上简单的以及舒适的有利的工作结果。“驱动单元”应该特别理解为一种单元，其在工作过程中提供一用于驱动所述插入式工具的回转功率（Rotationsleistung）。优选地，所述驱动单元被设置用于，将一种与回转功率不同的功率、尤其是一种电能转换成所述回转功率。特别是“控制单元”应该理解为一种单元，其设置成用于对一种由驱动单元所提供的回转功率、转矩和/或马达转速进行控制和/或调节。有利的是，所述控制单元具有一计算单元。“计算单元”应该特别理解为一种具有一信息输入端、一信息处理部以及一信息输出端的单元。有利的是，所述计算单元具有至少一个处理器、一个存储器、输入和输出器具、多个其它的电的构件、一运行程序、多个调节例行程序、多个控制例行程序和/或多个计算例行程序。优选地，计算单元的构件布置在一个共同的电路板上和/或有利地布置在一个共同的壳体中。优选地，所述控制单元和所述监控单元至少部分地、特别是优选基本上相互分开地构造。优选地，所述控制单元和所述监控单元具有一个共同的计算单元，所述计算单元实施所述控制单元和所述监控单元的计算例行程序。特别是“与监控单元的旋转偏移特征值相关地控制”的表述应该理解为，所述控制单元至少从所述旋转偏移特征值中确定一种由驱动单元发出的功率、转速和/或转矩。

此外建议，所述控制单元与所述旋转偏移特征值相关地减小所述驱动单元的马达转速，由此可以实现所述转矩耦接器的特别灵活的使用以及特别小的磨损。特别是“减小”应该理解为，所述控制单元在一种运行状态中将驱动单元的马达转速从一种由操作者预设的马达转速降低到一更低的马达转速。优选地，所述控制单元在一种运行状态中被设置用于，将马达转速降低到一不同于零的值，并且特别是在一个时间段上保持在该转速上。有利的是，所述控制单元在一种运行状态中被设置用于，在一种运行状态中与旋转偏移特征值相关地使得所述驱动单元停下，也就是说，将马达转速减小到零。优选地，所述控制单元被设置用于，紧挨着在驱动单元停下之前借助于所述驱动单元对所述插入式工具固定装置进行制动。优选地，所述驱动单元至少通过所述驱动单元的换极和/或短路来对所述插入式工具固定装置进行制动。可替换的或优选附加的是，所述控制单元可以借助于一制动器来对所述插入式工具固定装置进行制动。特别有利的是，所述控制单元具有一阈值，所述阈值描述了在控制单元减小所述驱动单元的马达转速之前的、所述转矩耦接器的最大的旋转偏移。

此外建议，所述控制单元被设置用于，与所述监控单元的旋转偏移特征值以及与操作者特征值相关地控制所述驱动单元，由此可以实现一种与不同的工作情况的有利匹配。“操作者特征值”应该特别理解为一种与操作者输入所相关的、操作器具的特征值。优选地，所述控制单元被设置用于，根据所述操作者特征值来确定所述最大的旋转偏移。

此外建议，驱动单元的控制与监控单元的旋转偏移特征值之间的相关性是可以去除激活的，由此实现了所述手持式拧紧装置的常见的应用。“可以去除激活的”应该特别理解为，所述控制单元被设置用于，在一种运行状态中与所述旋转偏移特征值无关地控制和/或调节所述驱动单元。

此外建议，所述转矩耦接器具有至少一个操作器具，借助于所述操作器具能够由操作者调整所述最大地能够传递到插入式工具上的转矩，由此可以特别多样地使用所述手持式拧紧装置。“操作器具”应该特别理解为一种器具，其电地和/或在上下文中有利地机械地输出一种与操作者的操作相关的调整值。优选地，所述最大地能够传递到插入式工具上的转矩与所述调整值相关。

在本发明的一种有利的构造方案中建议，所述监控单元具有一传感器，所述传感器在所述转矩耦接器旁检测至少一个、所述旋转偏移特征值的信息，由此可以在设计上简单地以及可靠地实现对于所述旋转偏移特征值的检测。“传感器”应该理解为一种单元，其被设置用于，将测量到的状态换算成一种特征值、有利地换算成一种电的特征值。特别是“在所述转矩耦接器旁”应该理解为，所述传感器至少部分地以如下间隔远离所述转矩耦接器的至少一个区域进行布置，所述间隔为小于25mm、有利地小于10mm、特别有利地小于5mm。例如所述转矩耦接器的响应（Ansprechen）能够机械地闭合所述传感器的开关，和/或所述传感器在转矩耦接器响应的情况下能够电容地和/或磁性地检测所述转矩耦接器的一部分的运动。可替换的或附加的是，传感器能够从驱动单元的能量供应装置的至少一个特征值中确定所述转矩耦接器的响应。“检测一个信息”应该特别理解为，所述传感器被设置用于，利用一种信息来提供一种与转矩耦接器的响应相关的、优选电的特征值，所述监控单元从所述信息中求得所述旋转偏移特征值。

在另一种设计方案中建议，所述传感器被设置用于，检测所述转矩耦接器的压力器具的运动，由此可以特别低磨损地以及可靠地检测所述旋转偏移特征值。“压力器具”应该特别理解为所述转矩耦接器的一种器具，所述器具在转矩耦接器响应的情况下从转矩耦接器的锁合体上被挤开，用以断开所述转矩耦接器。优选地，压力器具构造成一压力盘，其包围所述插入式工具固定装置的旋转轴线。压力器具的“运动”应该特别理解为：在转矩耦接器响应的情况下所述压力器具相对于一手持式工具壳体的运动。

此外建议，所述传感器北构造成一种开关，由此能够实现极小的费用。“开关”应该特别理解为一种传感器，其与操作相关地利用一开关侧边来输出一特征值。有利的是，所述开关构造成按键。优选地，所述开关的一部分的运动闭合了一种机械的接触。可替换的或附加的是，所述开关可以具有电容式触点和/或电感式触点，例如簧片继电器。

此外，建议一种具有根据本发明的手持式拧紧装置的钻孔机和/或螺栓拧紧机。特别是“钻孔机和/或螺栓拧紧机”应该理解为一种机器，其设置成用于驱动至少一个钻头、螺旋套件、螺栓套筒和/或特别是凿子。

附图说明

其它的优点从附图中得出。在图中展示了本发明的实施例。附图、说明书和权利要求书包含了大量的特征组合。本领域技术人员也可以合理地将这些特征单独考虑或者适宜地总结出其它组合。

其中：

图1 示出了具有根据本发明的手持式拧紧装置的钻孔机和/或螺栓拧紧机，

图2 示出了图1的手持式拧紧装置的功能示意图以及

图3-6 示出了转矩、转速和旋转偏移特征值的图表。

具体实施方式的描述

图1示出了一种钻孔机和/或螺栓拧紧机（Schraubmaschine）32以及一种手持式工具蓄电池34。所述钻孔机和/或螺栓拧紧机32包括一根据本发明的手持式拧紧装置10和一枪形的手持式工具壳体36。所述手持式工具蓄电池34以能够由操作者以无工具地拆卸的方式与所述手持式工具壳体36相连接。所述手持式工具蓄电池34负责在运行的情况下对所述手持式拧紧装置10供应电能。可替换的是，所述钻孔机和/或螺栓拧紧机32可以设置成用于接收直接来自电网的能量。

图2展示了所述手持式拧紧装置10，其包括一转矩耦接器12、一监控单元18、一驱动单元22、一控制单元24、一传动装置38、一工具主轴40以及一插入式工具固定装置42。所述插入式工具固定装置42在做好了运行准备的状态下抗扭地固定一插入式工具14。所述工具主轴40将所述插入式工具固定装置42可旋转地支承在所述手持式工具壳体36中。

所述转矩耦接器12从驱动单元22中朝所述插入式工具固定装置42的方向传递一转矩。这里，所述转矩耦接器12以作用的方式布置在所述传动装置38和所述工具主轴40之间。可替换的是，该转矩耦接器可以布置在所述驱动单元22和所述插入式工具固定装置42之间的另一个、对于本领域技术人员来说看起来适宜的位置上。所述传动装置38将驱动单元22的转子44的马达转速减小到工具主轴40的转速上。所述传动装置38被设置用于，以能够由操作者切换的方式提供不同的传动比。

所述转矩耦接器12被设置用于，机械地限定一能够最大地传递到插入式工具14上的转矩16。为此，所述转矩耦接器12如同本领域技术人员认为适宜的那样进行构造。所述转矩耦接器12包括（这里未详细示出）一压力器具、一锁合体、至少一个弹簧以及一配对压力器具。所述配对压力器具由驱动单元22驱动。所述锁合体将所述配对压力器具抗扭地与所述压力器具连接起来，直至达到所述能够传递的最大转矩16。在此情况下，所述锁合体引起了到压力器具上的与被传递的转矩相关的力。所述压力器具可运动地对着所述至少一个弹簧进行支承。在达到所述能够传递的最大转矩16的情况下，所述力如此挤压所述压力器具，使得所述锁合体略过锁合或者说去除锁合（überrasten），并且在所述压力器具和所述配对压力器具之间的抗扭连接暂时地被脱开。为了调整出不同的最大转矩16，由弹簧产生的力能够由操作者经由所述转矩耦接器12的操作器具28进行改变。所述转矩耦接器12的操作器具28构造成一调整环。

所述驱动单元22构造成一电动马达。所述手持式拧紧装置10包括一功率电子装置48，所述控制单元24经由所述功率电子装置控制所述驱动单元22。所述监控单元18、所述控制单元24以及所述功率电子装置48至少部分地布置在具有一计算单元的共同的电路板50上。所述监控单元18和所述控制单元24分别部分地转换成硬件以及转换成软件。

所述监控单元18设置成用于求得一旋转偏移特征值（Drehversatzkenngr??e）20，所述旋转偏移特征值描述了所述转矩耦接器12的旋转偏移。为此，所述监控单元18具有一传感器30和一计算例行程序52。所述传感器30在所述转矩耦接器12旁检测所述旋转偏移特征值20的信息。所述传感器30具有一开关，所述开关通过转矩耦接器12的压力器具的运动在去除锁合之前被操作。所述传感器30输出一锁合特征值54。所述锁合特征值54具有一第一开关侧边56，所述第一开关侧边描述了所述压力器具何时操作所述开关。所述锁合特征值54具有一第二开关侧边58，所述第二开关侧边描述了所述转矩耦接器12何时去除锁合。可替换的或附加的是，锁合特征值可以线性地与压力器具的位置相关。

所述计算例行程序52确定所述旋转偏移特征值20。可替换的是，一种另外的、本领域技术人员认为适宜的装置可以确定所述旋转偏移特征值20。所述旋转偏移特征值20描述了在工作过程中所述转矩耦接器12的锁合过程的数目。

所述控制单元24与所述监控单元18的旋转偏移特征值20、所述手持式拧紧装置10的第一操作器具60的第一操作者特征值以及所述手持式拧紧装置10的第二操作器具62的第二操作者特征值相关地控制所述驱动单元22。借助于所述第一操作器具60，能够在去除锁合之前，由操作者来控制所述插入式工具固定装置42的旋转方向和转速。

借助于所述第二操作器具62能够由操作者选择所述控制单元24的不同的运行模式。针对所述运行模式中的每一个运行模式，所述控制单元24具有一配置方式。在所述运行模式中，所述控制单元24尤其是在相同的操作者输入的情况下经由第一操作器具60与所述运行模式的各个配置方式相关地控制所述驱动单元22。所述运行模式的配置方式能够经由未详细示出的计算机界面由操作者进行配置。可替换的是，所述运行模式的配置方式能够不可改变地存储在控制单元24中。例如所述运行模式可以如此进行配置，即所述控制单元24在所述转矩耦接器12的2次、5次、10次或15次响应之后自动地停下所述驱动单元22，尽管操作者保持所述第一操作器具60是操作的。

图3至6示例性示出了例如在螺旋拧紧过程中，所述运行模式中的一个运行模式经历时间66的各一个旋转偏移特征值20、一个锁合特征值54、一个转矩走向64和一个马达转速26。

在第一运行模式中，当所述旋转偏移特征值20具有一值时，该值相当于所述转矩耦接器12的至少5次去除锁合，那么所述控制单元24使得所述驱动单元22停下。所述控制单元24阻止所述驱动单元22的再次接通，直到操作者通过放开所述为了进行转速控制所设置的第一操作器具60来结束所述工作过程。

在第二运行模式中，一旦所述旋转偏移特征值20具有一个值，该值代表所述转矩耦接器12的第一次去除锁合，那么所述控制单元24减小所述驱动单元22的转速。当所述旋转偏移特征值20具有一个值时，该值相当于转矩耦接器12的至少一种两次去除锁合，那么所述控制单元24就使所述驱动单元22停下。

在第三运行模式中，所述控制单元24与传感器30的第一开关侧边56相关地减小所述驱动单元22的转速。可替换的是，所述控制单元24可以减小、停下所述驱动单元22的转速和/或与另一个、本领域技术人员认为适宜的、转矩耦接器12的特征值相关地减小驱动单元22的转速，所述另一个特征值例如与转矩耦接器12的弹簧的张力和/或转矩耦接器12的压力器具的运动呈线性关系。所述控制单元24在此情况下限制一穿过所述驱动单元22流动的电流。当所述旋转偏移特征值20具有一个值时，该值相当于所述转矩耦接器12的至少一种3次去除锁合，所述控制单元24停下所述驱动单元22。

在第四运行模式中，一旦所述旋转偏移特征值20具有一个值时，该值代表所述转矩耦接器12的第一次去除锁合，那么所述控制单元24就使得所述驱动单元22停下。在一定的时间之后，所述控制单元24将所述驱动单元22的转速控制到一大于零的预设值，这里例如控制到最大可能的转速的四分之一。一旦所述旋转偏移特征值20重新具有一个值时，该值代表所述转矩耦接器12的第一次去除锁合，那么所述控制单元24就使得所述驱动单元22停下。

在未详细示出的第五运行模式中，所述控制单元24与所述旋转偏移特征值20无关地控制所述驱动单元22。因此，所述驱动单元22的控制与所述监控单元18的旋转偏移特征值20的相关性是可去除激活的（desaktivierbar）。

Claims (10)

1.具有转矩耦接器（12）的手持式拧紧装置，所述转矩耦接器被设置用于，限定一最大地能够传递到一插入式工具（14）上的转矩（16），其特征在于至少一个监控单元（18），其设置成用于求得一旋转偏移特征值（20），所述旋转偏移特征值描述了所述转矩耦接器（12）的旋转偏移。

2.根据权利要求1所述的手持式拧紧装置，其特征在于一驱动单元（22）和一控制单元（24），所述控制单元被设置用于，与所述监控单元（18）的旋转偏移特征值（20）相关地控制所述驱动单元（22）。

3.根据权利要求2所述的手持式拧紧装置，其特征在于，所述控制单元（24）与所述旋转偏移特征值（20）相关地减小所述驱动单元（22）的马达转速（26）。

4.至少根据权利要求2所述的手持式拧紧装置，其特征在于，所述控制单元（24）被设置用于，与所述监控单元（18）的旋转偏移特征值（20）相关地以及与一操作者特征值相关地控制所述驱动单元（22）。

5.至少根据权利要求2所述的手持式拧紧装置，其特征在于，所述驱动单元（22）的控制与所述监控单元（18）的旋转偏移特征值（20）的相关性是能够去除激活的。

6.根据前述权利要求中任一项所述的手持式拧紧装置，其特征在于，所述转矩耦接器（12）具有至少一个操作器具（28），借助于所述至少一个操作器具能够由操作者调整最大能够传递到所述插入式工具（14）上的转矩（16）。

7.根据前述权利要求中任一项所述的手持式拧紧装置，其特征在于，所述监控单元（18）具有一传感器（30），所述传感器在所述转矩耦接器（12）旁检测至少一个、所述旋转偏移特征值（20）的信息。

8.根据权利要求7所述的手持式拧紧装置，其特征在于，所述传感器（30）被设置用于，检测所述转矩耦接器（12）的压力器具的运动。

9.至少根据权利要求7所述的手持式拧紧装置，其特征在于，所述传感器（30）构造成开关。

10.钻孔机和/或螺旋拧紧机，其具有根据前述权利要求中任一项所述的手持式拧紧装置（10）。

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