CN114173996A - 动力工具附接部件 - Google Patents

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Abstract

一种用于动力工具的动力工具附接部件(1)，包括：长型壳体(3)、输入齿轮(9)、输出齿轮(11)、第一中间齿轮(13a)以及扭矩感测器(19)，所述长型壳体(3)包括上壳体部分(3a)以及与所述上壳体部分(3a)相互连接的下壳体部分(3b)。所述输入齿轮(9)配置为连接到动力扳手的输出轴，所述输入齿轮(9)布置在壳体(3)的第一端。所述输出齿轮(11)具有输出接口(11a)。所述输出齿轮(11)布置在壳体(3)的第二端。所述第一中间齿轮(13a)布置在壳体(3)的内侧，并且配置为将所述输入齿轮(9)的扭矩传递到所述输出齿轮(11)。所述第一中间齿轮(13a)旋转地安装在第一中间齿轮轴(15a)上。所述扭矩感测器(19)配置为测量作用在所述第一中间齿轮轴(15a)上的径向力，从而获得输出齿轮(11)处的扭矩的测量。

Description

动力工具附接部件
技术领域
本发明涉及一种用于动力工具的动力工具附接部件。
背景技术
动力工具附接部件通常用于有限空间，在那里不能使用普通的动力工具来接近待要拧紧的接头的螺栓或螺母。动力工具附接部件也称为爪形件、前部附接件或偏移附接件。
动力工具附接部件包括将旋转运动从输入齿轮传递到输出齿轮的多个齿轮。齿轮通常在长型壳体内侧齿对齿排成一排。
动力工具中的扭矩通常由布置在动力工具内侧的传感器测量。然而，动力工具中的内部测量可能无法提供附接到动力工具的动力工具附接部件所经受的扭矩的准确测量。
EP3388199公开了一种旋拧装置，其包括连接到旋拧装置的爪形件。爪形件具有带有成角度的齿的斜齿轮。爪形件包括扭矩传感器，该扭矩传感器配置为测量与输出齿轮相邻布置的齿轮的扭矩。扭矩测量是基于斜齿轮的轴向运动，并且传感器利用测压元件来确定扭矩。
需要斜齿轮齿结构才能进行扭矩测量。然而，存在利用其他齿轮设计的爪形件，例如具有直齿的正齿轮。
发明内容
本发明的目的是提供一种附接部件，通过该附接部件解决或至少缓解现有技术的问题。
因此，提供了一种用于动力工具的动力工具附接部件，包括：长型壳体、输入齿轮、输出齿轮、第一中间齿轮以及扭矩感测器，所述长型壳体包括上壳体部分以及与所述上壳体部分相互连接的下壳体部分，所述输入齿轮配置为连接到动力扳手的输出轴，输入齿轮布置在壳体的第一端，所述输出齿轮具有输出接口，输出齿轮布置在壳体的第二端，所述第一中间齿轮布置在壳体的内侧，并且配置为将所述输入齿轮的扭矩传递到所述输出齿轮，第一中间齿轮旋转地安装在第一中间齿轮轴上，所述扭矩感测器配置为检测作用在所述第一中间齿轮轴上的径向力，从而获得输出齿轮处的扭矩的测量。
因此，扭矩感测器配置为当扭矩经由第一中间齿轮传递到输出齿轮时检测和感测作用在第一中间齿轮轴上的径向力。通过这种方式，可以实现正确的扭矩测量，而与第一中间齿轮、输入齿轮、输出齿轮以及任何附加中间齿轮的齿轮齿构造无关。因此，所有齿轮都可以设置有直齿，即所谓的正齿轮。由于这种正齿轮比现有技术所需的具有斜齿的斜齿轮更容易制造并且更便宜，因此这提供了一个重要的优点。然而，径向力检测还允许齿轮可以具有任何其他合适的齿轮齿构造，例如斜齿轮，如果出于其他原因认为有利的话。
扭矩感测器可以配置为测量第一齿轮轴的径向变形。这种径向变形可以通过诸如压电元件和应变计等经过充分验证的简单组件来准确确定。
第一中间齿轮可以优选地与输出齿轮啮合。通过这种方式，扭矩被测量为接近实际输出扭矩，从而可以容易地计算输出扭矩的正确值。
第一中间齿轮轴可以是中空的，并且扭矩感测器可以容纳在第一中间齿轮轴中。
扭矩感测器可以包括压电元件。
替代地或组合地，扭矩感测器可以包括应变计。
动力工具附接部件可以进一步包括多个第二中间齿轮，这些第二中间齿轮布置在壳体内侧并且配置为将输入齿轮的扭矩传递到输出齿轮。通过选择中间齿轮的数量，附接部件的长度可以适应不同的应用。
输入齿轮、输出齿轮以及中间齿轮可以是正齿轮。
每个中间齿轮可以通过滚针轴承安装到相应的中间齿轮轴。
动力工具附接部件可以进一步包括电子单元，该电子单元配置为接收来自扭矩感测器的测量结果。
电子单元可以配置为向扭矩感测器供电。电子单元可以例如包括电池或配置为通过线路连接到动力工具的驱动电子设备或动力工具的控制单元。
电子单元可以配置为处理测量结果。因此，电子单元可以包括处理电路，该处理电路配置为处理测量结果，例如以基于作用在第一中间齿轮轴上的径向力的测量结果来确定扭矩。
电子单元可以配置为将测量结果传输到动力工具的控制单元。
根据一个实施方案，动力工具附接部件是爪形件。
本发明的其他特征和优点将从附图和所示实施方案的详细描述中显而易见。
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示出了动力工具附接部件的示例的立体图；
图2是图1中的动力工具附接部件的分解图；
图3是图1中的动力工具附接部件的纵向截面图。
具体实施方式
图1描绘了用于动力工具的动力工具附接部件1的示例。动力工具例如可以是扳手或螺帽扳手。
示例性的动力工具附接部件1是爪形件。动力工具附接部件1包括长型壳体3。长型壳体3包括上壳体部分或第一壳体部分3a和下壳体部分或第二壳体部分3b。上壳体部分3a与下壳体部分3b相互连接。
图2以分解图的形式示出了动力工具附接部件1。动力工具附接部件1包括布置在长型壳体3中的输入齿轮(input gear wheel)或更短的输入齿轮(input gear)9和输出齿轮11。输入齿轮9布置在长型壳体3的第一端处。输出齿轮9布置在壳体3的第二端处。
输入齿轮9经由多个中间齿轮13a、13b与输出齿轮11驱动连接。在所示示例中，有五个中间齿轮，包括一个与输出齿轮11啮合的第一中间齿轮13a以及布置在输入齿轮9和第一中间齿轮13a之间用于在其间传递旋转和扭矩的四个第二中间齿轮。然而，只要有一个第一中间齿轮13，中间齿轮的数量可以自由变化以适当地适应爪形件的长度。第二中间齿轮13b的数量因此可以是从零开始及以上的任何整数。在所示示例中，所有齿轮都是正齿轮。
输出齿轮11包括输出连接部或接口11a。输出接口11a可以配置为接收例如扳手批头、螺丝批头、螺母或螺丝头。
第一中间齿轮13a通过滚针轴承16a旋转地安装到第一中间齿轮轴15a。相应地，每个第二中间齿轮13b通过相应的滚针轴承16b旋转地安装到第二中间齿轮轴15b。
第一中间齿轮轴15a是中空的。在所示示例中，它具有圆柱形内孔17a，该圆柱形内孔17a从第一中间齿轮轴15a的一端轴向延伸到另一端。然而，在替代实施方案中，第一中间齿轮轴的中空构造可以通过任何截面几何形状的内部空间来实现，该内部空间在或不在第一中间轴的整个轴向长度上延伸。
扭矩感测器19容纳在内孔17a中。在所示示例中，扭矩感测器由压电元件形成，该压电元件插入到内孔中并通过任何合适的方式固定在其中，例如通过粘合、压配合或通过附加的固定元件。在所示示例中，压电元件具有与内孔17a基本相同的截面几何形状。
压电元件配置为检测第一中间齿轮轴15a的径向变形并产生与径向变形成比例的电信号。这种径向变形在输入扭矩从输入齿轮经由第二中间齿轮13b传递到第一中间齿轮13a时并且当输出齿轮产生相对于第一中间齿轮13a的反扭矩时发生。第一中间齿轮轴15a的变形以及因此由扭矩感测器19产生的信号则与由输出齿轮11产生的反扭矩成比例，从而可以计算作用在输出齿轮上的实际扭矩。
在未示出的替代实施方案中，扭矩感测器由应变计形成或包括应变计，所述应变计容纳在第一中间齿轮轴的内部空间中。应变计可以例如包括固定到第一中间齿轮轴的内壁或固定到插入第一中间齿轮轴的内部空间中的销、针等的薄膜感测器。
动力工具附接部件1可以可选地包括电子单元7。扭矩感测器19通过线路7a连接到电子单元7。电子单元7可以配置为向扭矩感测器19供电。电子单元7可以配置为接收来自扭矩感测器19的测量结果。电子单元7可以配置为处理来自扭矩感测器19的测量结果。例如，电子单元7可以配置为处理由压电元件获得的测量结果或检测结果并确定对应于第一中间齿轮轴15a的径向变形的扭矩。
电子单元7可以配置为与动力工具无线通信或有线通信，和/或与配置为控制动力工具的操作的控制单元无线通信或有线通信。电子单元7可以配置为传输未处理的测量结果和/或处理过的测量结果。可选地，电子单元7可以包括显示单元7b，显示单元7b配置为显示来自扭矩感测器19的处理过的测量结果。电子单元7可以布置在长型壳体3的外表面上，例如在上壳体部分3a上。
扭矩感测器19可以替代地配置为直接电连接到动力工具并且由动力工具供电。
在图中所示的实施方案中，第一中间齿轮与输出齿轮啮合。这可能是优选的，由于由扭矩感测器产生的信号密切地对应于作用在输出齿轮上的实际扭矩。然而，在替代实施方案中，第一中间齿轮可以是任何中间齿轮，使得其与输入齿轮和/或第二中间齿轮中的一个或两个啮合。在这样的替代方案中，当确定作用在输出齿轮上的实际扭矩时，需要补偿在第一中间齿轮和输出齿轮之间的齿轮啮合处产生的摩擦。
电子单元7可以包括配置为处理来自扭矩感测器19的测量结果的处理电路。进一步地，电子单元7可以包括存储介质，该存储介质包括计算机代码，当该计算机代码由处理电路执行时，使电子单元7基于来自扭矩感测器5的测量结果来确定输出齿轮处的扭矩。处理电路可以配置为在电子单元7的显示器7b上显示确定的扭矩。
处理电路可以使用合适的中央处理单元(CPU)、多处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等中的一个或更多个的任何组合，其能够执行与基于由扭矩感测器19获得的测量结果确定扭矩有关的任何本文公开的操作。
存储介质可以例如体现为存储器，例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)或电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，并且更具体地体现为外部存储器(例如USB(通用串行总线)存储器或闪存(例如紧凑型闪存))中的装置的非易失性存储介质。
例如，电子单元7可以包括发送器，该发送器配置为将从扭矩感测器接收到的测量结果无线地传输到动力工具或动力工具的控制单元。
以上，已经参考两个具体实施方案描述了本发明构思。然而，本发明构思不限于这些实施方案中的任一个。对于本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明构思可以在其范围内进行修改，该范围由所附权利要求限定。

Claims (14)

1.一种用于动力工具的动力工具附接部件(1)，包括：
-长型壳体(3)，其包括上壳体部分(3a)以及与所述上壳体部分(3a)相互连接的下壳体部分(3b)，
-输入齿轮(9)，其配置为连接到动力扳手的输出轴，所述输入齿轮(9)布置在壳体(3)的第一端处，
-输出齿轮(11)，其具有输出接口(11a)，所述输出齿轮(11)布置在壳体(3)的第二端处，
-第一中间齿轮(13a)，其布置在壳体(3)的内侧，并且配置为将所述输入齿轮(9)的扭矩传递到所述输出齿轮(11)，所述第一中间齿轮(13a)旋转地安装在第一中间齿轮轴(15a)上，以及
-扭矩感测器(19)，其配置为检测作用在所述第一中间齿轮轴(15a)上的径向力，从而获得输出齿轮(11)处的扭矩的测量。
2.根据权利要求1所述的动力工具附接部件，其中，所述扭矩感测器(19)配置为测量所述第一齿轮轴(15a)的径向变形。
3.根据权利要求1或2所述的动力工具附接部件，其中，所述第一中间齿轮(13a)与所述输出齿轮(11)啮合。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的动力工具附接部件，其中，所述第一中间齿轮轴(15a)是中空的，并且所述扭矩感测器(19)容纳在第一中间齿轮轴(15a)中。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的动力工具附接部件，其中，所述扭矩感测器(19)包括压电元件。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的动力工具附接部件，其中，所述扭矩感测器包括应变计。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的动力工具附接部件，进一步包括多个第二中间齿轮(13b)，其布置在壳体(3)内侧，并且配置为将输入齿轮(9)的扭矩传递到输出齿轮(11)。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的动力工具附接部件，其中，所述输入齿轮(9)、所述输出齿轮(11)以及所述中间齿轮(13a、13b)是正齿轮。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的动力工具附接部件，其中，每个中间齿轮(13a、13b)通过滚针轴承(16a、16b)安装到相应的中间齿轮轴(15a、15b)。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的动力工具附接部件，其包括电子单元(7)，所述电子单元(7)配置为接收来自所述扭矩感测器(19)的测量结果。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的动力工具附接部件，其中，所述电子单元(7)配置为向扭矩感测器(19)供电。
12.根据权利要求11所述的动力工具附接部件，其中，所述电子单元(7)配置为处理测量结果。
13.根据权利要求10-12中任一项所述的动力工具附接部件，其中，所述电子单元(7)配置为将测量结果传输到动力工具的控制单元。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的动力工具附接部件，其中，所述动力工具附接部件(1)为爪形件。
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