CN107000177B - 具有伸缩式输出轴的动力工具 - Google Patents

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Abstract

一种扭矩传递动力工具(10)，包括：‑电机，‑壳体(11‑15)，‑输入轴(16)，其由所述电机进行驱动，‑输出轴(17)，其能够旋转旋地连接至输入轴。设置有传感器(20)，以监测作用于输出轴(17)与输入轴(16)之间的轴向收缩力。弹性部件(21)可以被设置为向外推动输出轴(17)，其中传感器(20)可以被设置为监测输出轴(17)的轴向延伸，从而推导轴向收缩力。

Description

具有伸缩式输出轴的动力工具
技术领域
本发明涉及一种具有以伸缩式设置的输出轴的扭矩传递动力工具。具体的，本发明涉及相对于与工件相互作用而具有功能性改进的工具。本发明尤其地适用于扭矩扳手，也即，适用于紧固和松动螺纹连接件的动力工具。
背景技术
持有手持扭矩传递动力工具的操作员应当将适度的轴向力提供至动力工具，使得输出轴的工具器具(tool implement)将保持为与工件正向接触，并且将正向力施加到操作中。通常，如果工具器具为钻头，则轴向力需要相对较大，以为了将钻头穿入到材料中。在另一方面，如果工具器具为螺纹钻头，则轴向力应当足够大，从而确保工具器具与工件(例如，螺栓或者螺钉)之间的良好连接，但同时力又不能过大，以避免工件损害的风险。
用于固定的工具对于提供在可接受的范围内的轴向力也是非常重要的。由于将要对手持工具进行人工监督，在扭矩传递操作中用于固定的工具的轴向力需要自动地调整。
本发明基于通过能够控制输出轴作用在工件上的轴向力的方式而需要设置动力工具的构思，并且还能够使涉及动力工具的轴向定位具有一定的灵活性。
发明内容
本发明的目标在于通过能够控制输出轴作用在工件上的轴向压力的方式而提供一种扭矩传递动力工具。
该目标通过根据本发明的权利要求1来实现，本发明涉及一种具有伸缩式设置的输出轴的扭矩传递动力工具，其包括：
-电机，
-壳体，
-输入轴，其由所述电机进行驱动，
-输出轴，其可旋转旋地连接至输入轴并且相对于输入轴而能够轴向移动。设置有传感器，以监测相对于输入轴的输出轴的轴向位置。
通过监测作用在输出轴与输入轴之间的收缩力而能够控制轴向力，以便能够持续地施加处于所期望范围以内的轴向收缩力。
在本发明的具体的实施方案中，所述输出轴在完全延伸位置与完全收缩位置之间相对于所述输入轴而伸缩式地进行设置，其中，设置有对于延伸而具有已知弹性的弹性部件，以朝向完全延伸位置推动输出轴，使得输出轴的延伸持续地反映出作用在输出轴与输入轴之间的收缩力。
根据该具体的实施方案，能够针对工具的轴向位置保持灵活性，并且还可以在具体所期望的范围内提供轴向力。
根据附图和所示出的实施方案的详细描述以及从属权利要求中，本发明的其他特征和优点将会变得明显。
附图说明
在如下详细说明中，将参照所附的附图，在这些附图中：
图1为根据本发明的具体实施方案的伸缩式设置的输出轴的扭矩传递动力工具的透视图，其中该输出轴显示为处于完全延伸的位置；
图2为以完全延伸位置示出的动力工具的前部的剖视图；
图3为图1中所示出的伸缩式设置的输出轴的扭矩传递动力工具的透视图，其中该输出轴显示为处于完全收缩的位置；以及
图4为以完全收缩位置示出的动力工具的前部的剖视图。
具体实施方式
在图1中示出了根据本发明的具体实施方案的扭矩传递动力工具10。在该实施方案中所示出的动力工具为适用于紧固和松动螺纹紧固件的动力扳手。这是本发明的优选的实施方案。
动力工具10包含有壳体，该壳体包含有若干部件，包括：前壳体部件11、后壳体部件13，以及在这两个部件之间的框架壳体部件14，该框架壳体部件14具有中空部分，该中空部分由盖15覆盖。盖15可以被移除以允许接触封装在由盖15和框架壳体部件14的围绕而形成的空间中的电子器件。
电机(未示出)被设置在后壳体部件13中，并且传动部分可以被设置在框架壳体部件14和盖15的上部之中。可驱动地连接至电机的输出轴17部分地封装在前壳体部件11中，并且从该前壳体部件11中伸出。在图1中，输出轴17处于完全延伸位置PE。
在框架壳体部件14的后侧设置有连接部件18。在壳体部件14的底部包括有用于将动力工具10固定至机械臂或类似部件的固定元件(未示出)。所示出的动力工具的实施方案为电动扭矩扳手，因此连接部件18包括用于电力和发射信号的连接引脚。指示单元19(以光源的形式)设置在对于操作者能够清晰可见的后壳体部件13的后端位置处。
在图2的剖视图中详细地示出了动力工具的前部。在该视图中清楚地示出了动力工具进一步包含输入轴16。该输入轴16凭借电机(未示出)经由电机齿轮26来驱动。电机齿轮26可以为电机轴的整体部件并且优选地凭借电机经由至少一个减速齿轮(例如行星齿轮)来驱动。因此，优选地，电机齿轮26为减速齿轮的输出端。输出轴17经由花键连接部23可旋转地连接至输入轴16并且相对于内壳体部件12而轴接(journal)在轴承25中。轴承25包括设置在其中的花键，使得输出轴17相对于轴承25和内壳体12以轴向进行移动。
设置有传感器20以监测作用在输出轴17和输入轴16之间的轴向收缩力。在所示出的实施方案中，传感器20监测输出轴17相对于输入轴16的轴向位置。将位移指示器27(例如环形磁铁)定位成环绕输出轴17的内部。设置传感器20以监测位移指示器27的位移，以推导出输出轴17的轴向位置，并因此推导出输出轴相对于壳体11的轴向延伸。传感器20可以为指示了在输出轴17和输入轴16之间的轴向延伸的霍尔传感器、电感传感器或者电容传感器。位移指示器27适用于在本领域中以已知的方式使用的传感器类型。
输出轴17相对于输入轴16而伸缩式地设置，以允许输出轴17在对应于最小收缩力的完全延伸位置PE(在图1和图2中示出)与对应于最大收缩力的完全收缩位置PC(在图3和图4中示出)之间，相对于输入轴16的轴向位移。
设置有弹性部件21(例如以扭矩弹簧的形式并且对于延伸而具有已知弹性)以推动输出轴17朝向完全延伸位置PE，使得输出轴17的延伸持续地反映出作用在输出轴17和输入轴16之间的收缩力。因此，从输入轴17的轴向位置能够推导出作用在输出轴17与输入轴16之间的轴向收缩力。
指示单元19可以被设置为根据轴之间的延伸水平来指示作用在输出轴17与输入轴16之间的轴向收缩力。例如，当轴向力在允许范围之外时，指示单元可以发射红光。此外，为了区分过高轴向压力和过低轴向压力，可以利用不同的颜色来指示不同状态，或者可以利用快速闪烁光来指示过高扭矩水平，并且可以利用慢速闪烁光或者持续光来指示过低扭矩水平。而且指示装置可以指示一个范围，在该范围中，在轴16和17之间的延伸水平对应于作用在输出轴17和输入轴16之间的可接受的收缩力。例如，只要轴向力在可接受的范围内，则可以产生白光，并且在成功的紧固操作结束时，灯光可以切换至绿光。
指示单元也可以包括这样的声音指示器，所述声音指示器用于在当轴向力高于允许轴向力时产生典型的声音(例如，高频节拍)。此外，该指示单元可以定位成远离实际动力工具，例如，集成在用于控制工具的控制面板中。这些不同类型的控制面板数据可以被选择性地示出并且被存储，以便于控制紧固操作。
扭矩传递动力工具10可以包含控制单元，该控制单元既可以定位在工具本身之中也可以位于控制面板之中。传感器20可以设置为在工作期间将作用在输出轴17与输入轴16之间所监测到的轴向收缩力持续地传输至控制单元，该控制单元适用于将信号传递至指示单元19，以便于指示作用在输出轴17与输入轴16之间的收缩力。
如果轴向力超出了预定上限阈值或者轴向力到达预定下限阈值以下，则该控制单元适用于(例如经由指示单元19)警告工具的操作者。
动力工具10可以进一步配置为，只有当输出轴17的延伸水平相对于输入轴16在预定范围以内时，才开始具体的操作。如果轴向力到达一定阈值以下或者超过一定阈值时，也可以中断操作。
如上面所描述的，本发明已经参考具体的实施方案来进行描述。但是发明并不限于上述实施方案。对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明包含的其他实施方案处于在由所附权利要求进行限定的本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种具有伸缩式设置的输出轴(17)的扭矩传递动力工具(10)，包括：
-电机，
-壳体(11-15)，
-输入轴(16)，其由所述电机进行驱动，
-输出轴(17)，其能够相对于壳体(11-15)旋转地连接至输入轴(16)并且相对于输入轴(16)而能够轴向移动，其特征在于，设置有传感器(20)，以监测输出轴(17)相对于输入轴(16)的轴向位置，其中，所述输出轴(17)在完全延伸位置(PE)与完全收缩位置(PC)之间相对于所述输入轴(16)而伸缩式地进行设置，其中，设置有对于延伸而具有已知弹性的弹性部件(21)，以朝向完全延伸位置(PE)推动输出轴(17)，使得输出轴(17)的延伸持续地反映出作用在输出轴(17)与输入轴(16)之间的收缩力，其中，设置有指示单元(19)，以根据输出轴(17)与输入轴(16)之间的延伸水平来指示作用在输出轴(17)与输入轴(16)之间的轴向收缩力。
2.根据权利要求1所述的扭矩传递动力工具(10)，其中，所述指示单元(19)包括指示有范围的数值范围，在该范围中，在输出轴(17)与输入轴(16)之间的延伸水平对应于作用在输出轴(17)和输入轴(16)之间的能够接受的收缩力。
3.根据权利要求1所述的扭矩传递动力工具(10)，其中，所述扭矩传递动力工具(10)包括控制单元，并且其中，传感器(20)设置为在工作期间将作用在输出轴(17)与输入轴(16)之间的所监测到的轴向收缩力持续地传输至控制单元，该控制单元适用于将信号传递至指示单元(19)，以便于指示作用在输出轴(17)与输入轴(16)之间的轴向收缩力。
4.根据权利要求3所述的扭矩传递动力工具(10)，其中，如果轴向收缩力超出预定上限阈值或者如果轴向收缩力到达预定下限阈值以下，则所述控制单元适用于经由指示单元(19)来警告工具的操作者。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的扭矩传递动力工具(10)，其中，所述传感器(20)为检测出输出轴(17)与输入轴(16)之间的轴向延伸的霍尔传感器、电感传感器或者电容传感器。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的扭矩传递动力工具(10)，其中，该工具配置为，只有当作用在输出轴(17)与输入轴(16)的收缩力在预定范围以内时，才开始具体的操作。
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