CN1612794A - 空气自动关闭阀 - Google Patents

Abstract

一种用于气动工具的自动关闭阀机构，该工具具有一空气马达、通向该马达的压缩气流通道以及由该马达驱动的施加扭矩机构，该机构包括：阀门部件，它可以在打开和关闭位置之间相对于气流通道移动并且被偏压至打开位置；以及释放组件，它能够响应于施加的预定扭矩使阀门部件移向设置在气流通道中的释放位置，从而使阀门部件暴露于压缩气流中，以便将阀门部件从释放位置驱动至关闭位置。本发明还公开了机械的和机电的实施例。

Description

空气自动关闭阀

技术领域

本申请涉及气动工具，尤其涉及其控制机构。本申请特别涉及用于使气动马达与压缩气动流体源脱开的关闭阀机构。

发明背景

已知有各种类型的气动操作工具，包括多种气动操作手用工具。许多这种工具设计用于向工件施加扭矩，并且可以包括例如螺杆或螺母驱动工具、冲击扳手等装置。这些工具通常设有启动阀机构，用来手动地控制高压启动流体通常为空气流向空气马达的流量。针对特殊情况或状况例如施加预定扭矩一些气动工具还设有自动关闭结构。这些现有的关闭装置通常相当复杂、笨重、昂贵、动作相对迟缓和/或难以调节。

发明概述

在这里披露了一种用于自动关闭气动工具的改进技术。

该技术包括使用一被偏压向正常打开位置的阀门部件和一释放装置，该释放装置能够响应由该工具施加的预定扭矩而使阀门部件移动进压缩气流通道中足够距离，然后该气流自身将阀门部件驱动至关闭位置，从而将通向马达的气流切断。

在该关闭阀机构的机械的实施方案中，释放组件包括与马达转子轴共轴的惯性部件以及在惯性部件和转子轴之间的螺旋连接件，从而它们以恒定的速度一起转动，但是在转子轴迅速减速的情况下，惯性部件相对于转子轴可转动地且轴向地移动到与阀门部件间隔一段距离的位置上，该距离与由该工具施加的扭矩成反比，从而该释放组件在施加预定扭矩的情况下使惯性部件移动成与阀门部件接合。

在气动工具是一种冲击工具的情况下，在该关闭阀机构的一个机械实施方案中，惯性部件被偏置到离阀门部件的距离最大的起始位置上，并且响应于每次冲击向阀门部件移动一段与所施加的扭矩成比例的距离然后返回到该起始位置。

在另一个实施方案中，释放组件包括一离合机构，用来响应于惯性部件从其起始位置开始的运动来防止其返回到起始位置直到该阀门已经被释放，并且防止在从紧固件的自由下落至初始扭矩阻力的过渡情况下过早释放。

在另一个实施方案中，该关闭阀机构是机电操作的，该阀门部件是一种响应于扭矩感测装置促动的螺线管。

还披露了一种方法，该方法用于通过将阀门部件设置在马达上游的压缩气流通道附近来在到达预定扭矩时自动关闭该气动扭矩施加工具，并且当到达预定扭矩时使阀门部件从其打开位置移动到设置在气流通道中并且与打开位置间隔一段距离的释放位置上，从而该阀门部件受到压缩空气负载，该负载将它驱动至关闭位置。

附图的简要说明

为了便于理解所要保护的主题，在附图中显示出其实施方案，从这些附图中结合以下说明应该很容易理解所要保护的主体、其结构和操作及其许多优点。

图1为根据第一实施方案的具有自动关闭阀机构的气动冲击工具的垂直剖视图；

图2为图1的后部的放大分解视图，显示出自动关闭阀机构；

图3为图2的自动关闭阀机构的局部剖视的分解前透视图；

图4为图2的自动关闭阀机构的释放组件的进一步放大的分解前透视图；

图5为图3的关闭阀机构的阀板的侧视图；

图6为图5的阀板的后视图；

图7为图5的阀板的前视图；

图8为图3的关闭阀机构的阀座的前透视图；

图9为图8的阀座的侧视图；

图10为图3的关闭阀机构的端板的前透视图；

图11为自动关闭阀机构的另一个实施方案的与图2类似的视图；

图12为图11的自动关闭阀机构的类似于图3的放大视图；

图13为图11的自动关闭阀机构的释放组件的放大的分解前透视图；

图14为自动关闭阀机构的另一个实施方案的类似于图12的视图；

图15为供图14的自动关闭阀机构使用的改进端板的后透视图；并且

图16为自动关闭阀机构的另一个实施方案的类似于图14的视图。

优选实施方案的详细说明

参照图1，该图显示出一种具有冲击工具性质的气动加扭矩工具，该工具具有一外壳11，该外壳具有细长的通常为圆柱形筒形部分12和一悬垂把手部分13，它们共同限定一已知的手枪式把手结构。把手部分13的远端用来以已知的方式与高压气动流体例如空气源连接，通向马达的气流由已知的启动阀组件14控制。安装在外壳11的筒形部分12中的是一种已知的空气发动机15，该发动机具有一气缸16，该气缸环绕着设有多个在周边方向隔开的并且径向延伸的叶片的转子17，发动机15的前端和后端分别由前端板18和后端板19按照已知的方式封闭。在转子17的前端或者后端上连接有一输出机构20，该机构在所示实施方案中包括已知冲击机构类型的施加扭矩机构21，它可以是双制动爪类型。输出机构20还包括一输出部件22，它与冲击机构21相连并且用于连接至适当的驱动工具例如套筒扳手上，用于按照已知的方式连接至相关的要被施加扭矩的紧固件或者其它工件。转子17的后端限定了轴颈装在(journaled)轴承24内的轴头23。工具10还可以设有已知结构的换向阀组件25，用于和启动阀组件14一同操作来控制空气发动机15的旋转方向。在操作中，阀组件14和25将输入的压缩气流通过通路引向外壳11的后方，在这里气流进入空气发动机15，在其前端出来。该通路根据换向阀组件25的条件而允许加压气流在不同的位置处进入空气发动机15的后方，这一点将在下面进行详细描述。

现在参考图2-9，气动工具10在其后端设有通常以30(图1和2)表示的自动关闭阀机构，用于在出现预定情况例如在工具上出现预定的反作用力时自动关闭空气马达15，在图1-9的实施方案中该预定情况对应于向相关工件施加预定的扭矩。关闭阀机构30包括具有一前表面32和一后表面33的阀板31(图5-7)，并且一进气口34在这两个表面之间从中延伸穿过。在后表面33中形成有与进气口34相通的通常为Y形的凹槽35，该凹槽的臂部分环绕着中央圆柱形孔36，该孔形成穿过板31并在后表面33处设有第一较深的埋头孔37和直径较大的浅埋头孔37a。孔36还在前表面32中设有埋头孔37b(图7)。穿过板31的与其上端相邻而形成的是弧形口38。在阀板31的前表面32中形成通常为问号形状的凹槽39，该凹槽部分环绕着中央孔36，用于使空气电动机15的方向反向。

该关闭阀机构30还包括一阀座40(图8)，它是相对较薄的板，它具有一前表面41，该表面在使用中设置成压靠与其基本相适应的阀板31的后表面33上(图2和3)。穿过阀座40形成有一对沿直径相对的同心的弧形孔43。在前表面41中并且分别在弧形孔43的径向内侧和外侧形成用于容纳O形密封件44的同心圆槽。在前表面41中也形成有基本为Y形的凹槽45，它被设置成与阀板31中的Y形凹槽35相配，用于与之协作来限定在进气口34和弧形孔43之间提供连通的管道。穿过阀座40形成有一圆形中央孔46，它同心地位于内O形环密封件44内侧。穿过阀座40与其上端相邻形成有一弧形孔48，它被设置为与阀板31中的口38对准。

关闭阀机构30还包括一端板50，它具有一前表面(参见图9)，该表面在使用中设置成压靠在基本上与之配合(参见图2和3)的阀座40的后表面上。在前表面51中形成有一弧形凹槽53，它形成接近完全的圆圈并且终止在向外径向延伸的腿部54处。该凹槽53设置用来在使用中与阀座40中的弧形孔43对准，并且这些腿部54的端部与阀座40中的弧形孔48对准。一中心孔56在与之共轴的弧形凹槽48内侧形成穿过端板50，用来与阀座40的中心孔46对准，该孔56设在具有浅埋头孔57的前表面51中。端盖58在使用中设置成压靠在基本上与之配合的端板50的后表面上，并且具有从中穿过形成为与端板50的中心孔56对准的中心孔59。在使用中，阀板31的前表面32设置成压靠在空气马达15的后端板19上，从而优选通过合适的垫圈58a(图2和3)与之隔开。阀板31、阀座40、端板50和端盖58固定在一起并且通过合适的紧固件59a固定在马达15上(在图1中显示出一个)。

具体参照图1-4，关闭阀机构30还包括一中空圆柱形旋塞插入件60，它具有在其前端处设有一埋头孔62的贯穿的内螺纹孔61。环形凸缘63从该旋塞插入件60的前端向外径向伸出。在使用中，该旋塞插入件60容纳穿过位于端板50和端盖58中的中心孔56和59，并且凸缘63安置在埋头孔57中。槽形调整螺杆65螺纹接合在旋塞插入件60中，并且设有径向向外伸出的环形凸缘66，该凸缘在其中具有用来容纳O形环密封件68的圆周凹槽67，从而在圆周上将调整螺杆65的前端密封压靠在旋塞插入件60的埋头孔62上。或者，该螺杆可以具有安置在圆周间隔开的定位凹槽中的操纵杆，以便于手动调节并且确保设置的可重复性。

关闭阀机构30还包括带有形成在其上的平台并且可配合地容纳在马达转子17的轴头23中以便在其中进行转动的轴伸70。紧接着在连接端71后面有一径向向外伸出的环形凸缘73，该凸缘设置在阀板31的中心孔36中并且由唇形密封件74包围。形成在凸缘73后面的轴伸70的外表面中有多个圆周间隔开的螺旋凹槽75，这些凹槽其数量可以为三个，在每个凹槽中安置有一相应的球76。轴伸70由以惯性环形式的环形促动部件共轴环绕，该惯性环具有形成在其内表面中的多个螺旋凹槽81，这些凹槽分别与轴伸70中的凹槽75协作以便形成用于球76的螺旋轨道并且将这些球限制在其中。在惯性环80的后表面上设有一环形推力轴承82，该轴承与圆柱形推力垫圈84的环形端缘83接合。圆柱形推力垫圈84的后端钻有埋头孔以形成一环形台肩85，在该台肩上安置着螺旋压缩调节弹簧86的一个端部，其另一个端部安置在调节螺杆65的凸缘66上(参见图2)。

圆柱形推力垫圈84延伸穿过为盘状阀类型的环形阀部件87的中心，该部件设置在阀板31的埋头孔37a中。盘状阀87具有形成在其后表面中的环形埋头孔88，在其中安置有螺旋压缩复位弹簧89的一个端部，该弹簧的后端压靠在旋塞插入件60的凸缘63上(参见图2)。要理解的是，盘状阀87由复位弹簧89弹性保持在设置在阀板埋头孔37a中的正常打开位置中。该弹簧力还将旋塞插入件60保持设置在端板埋头孔57中。还有，推力垫圈84和惯性环80通过调节弹簧86利用可以由调节螺杆65改变的力向前偏置到在这些图中所示的正常停止或起始位置。

在空气马达15沿着向前或拧紧紧固件方向的操作中，当启动阀组件14被促动时，压缩气流将向上通过外壳的把手部分13，通过打开的启动阀组件14，然后向后穿过阀板31的进气口34流向其后表面，然后向上穿过由Y形凹槽35和45形成的通道，如图2中的箭头所示一样，然后向后穿过阀座40中的促动孔43流向弧形凹槽53和端板50，流向腿部54的端部，然后向前回流穿过阀座40中的弧形孔48以及阀板31中的端口38流向空气马达的转子17。因此，可以看出，该压缩气流通道通向处于其正常打开位置中的盘状阀87的后面。该气压可以用来帮助复位弹簧89将盘状阀87压迫至埋头孔88中的其打开位置。

众所周知，当紧固件被拧紧时，将有不可忽略的扭矩，并且马达转子17、轴伸70和惯性环80都将一起转动。随着扭矩增加，冲击机构21将开始向工件施加推动力或冲击。在每一次这种冲击下，马达17和轴伸70将瞬时停止。但是，没有固定在轴伸70上的惯性环80将试图继续转动。惯性环80相对于轴伸70的继续转动将使得惯性环80在螺旋球和凹槽连接的作用下向后轴向移动到轴伸70，从而克服调节弹簧86的压迫而向后轴向驱动推力垫圈84。轴向运动的范围将与所施加的扭矩大小成比例。紧接着在马达17和轴伸70恢复转动之后，推力垫圈84和惯性环80将在调节弹簧86的推压作用下向前返回至它们的起始位置。

通常，每次连续冲击将施加比前一次冲击稍高的扭矩。因此，在冲击机构21的每次冲击下，惯性环80将轴向向后移动一段稍稍更大的距离，从而每次在冲击之间每次返回至其起始位置。最终，当达到预定的扭矩大小时，与调节螺杆65的调节设定相对应，该惯性环80将向后移动足够的距离，从而推力垫圈84的端缘84将接合盘状阀87的前表面，从而使它脱开并且从其正常打开位置将它向后推动一小段距离进入压缩气流。这将使盘状阀87的前表面暴露于压缩气流，其压力然后将推动冲击盘状阀87向后经过剩余的路程至关闭位置，以便密封压靠在阀座40的O形环44上，从而切断了流经阀座40中的弧形孔48的气流，阻断了流向空气马达15的气流并且将它切断。要理解的是，O形环44将位于盘状阀87上而不是位于阀座40上。一旦操作人员释放启动阀组件14，则来自源头的压缩气流将被切断，从而释放了在盘状阀87上的气压，并且使之能够在复位弹簧89的推压作用下返回至其打开位置。

因此，工具10的自动关闭是在预定的扭矩水平下实现的，从而防止了工具受到过大的扭矩。显然，盘状阀87只需要从其正常打开位置移动非常小的距离，通常为0.01英寸至大约0.02英寸，以使得压缩气流能够控制盘状阀87并且将它驱动至其关闭位置，由此采用压缩气流来完成大多数工作以克服由复位弹簧89所施加的力和进行非常迅速地切断。该关闭阀机构很容易进行调节以改变关闭扭矩，非常紧凑，其所有部件都位于空气马达的后面，并且相对便宜。

如果促动换向阀组件25以使空气马达15沿着反向或松开紧固件方向操作的话，则压缩气流通道将不同，从而绕过该关闭阀机构30，这是不必要的，因为将不用考虑任何扭矩限制。因此，在该情况中，气流将如此引导，从而在阀板31的前表面处，它不会进入进气口34，而将会进入反向凹槽39，这直接将它引导至在马达后端板19中的反向进气口而不会经过盘状阀87。

现在还参照图11-13，这些图显示出大体上由标号90所示的自动关闭阀机构的另一个实施方案，该机构采用与在图1-10的自动关闭阀机构30基本上相同的上述阀板31、阀座40、端板50和端盖58。还采用了相同的旋塞插入件60和调节螺杆65。该关闭阀机构90采用了一球形轴伸91，它在一定程度上与上述轴伸70不同。该轴伸91具有形成在其外表面中的多个螺旋凹槽92，这些凹槽用来分别容纳球93。但是，在该情况中，每个螺旋凹槽92具有一倾斜基底或根部94，该基底倾斜从而使得该凹槽的最前面端部比其最后面端部离旋转轴线更远，如在图11中可以最清楚地看出一样。该轴伸91具有直径减小的后端95，在其远端处设有多个径向向外伸出的辐条96，这些辐条其数量可以为三根并且协同作用以形成在其外表面中设有圆周凹槽97的带槽环圈，其中设有一垫圈98和固定环99。

该关闭阀结构90包括一惯性环100，该惯性环共轴地围绕着轴伸91并且具有多个形成在其内表面上的螺旋凹槽101，这些凹槽用来与轴伸91中的凹槽92协作以形成用于球93的螺旋轨道。在惯性环100的后端处安装有一推力轴承102，该轴承接合着推力垫圈103的前端，该推力垫圈103在其后端处具有一直径减小的圆柱形部分，该部分轴向开有槽以形成多个等距离间隔开的指状部分104，它们的内表面钻有埋头孔以形成部分环形的台肩105。

调节弹簧86的前端座压在位于惯性环100的指状部分104上的台肩105上。该关闭阀机构90还包括一盘状阀106，该阀类似于上述盘状阀87并且也是在正常打开位置中安置在阀板41的埋头孔37a中。但是，该盘状阀106设有一埋头孔107以及多个从中穿过的等距离间隔开的弧形孔108，这些孔其形状和尺寸设定为分别容纳惯性环100的指状部分104从中穿过。盘状阀106通过复位弹簧89以与上述同样的方式相对于盘状阀87保持在其打开位置中。

在惯性环100内共轴地设有一圆柱形复位套筒100，该套筒具有在使用中共轴地设置在轴伸91和惯性环100之间的一主体111，该主体111在其中具有多个圆周延伸的狭槽112，用来分别容纳球93从中穿过。该主体111在其后端与径向向内延伸的环形台肩113成一体，该台肩又在其径向内端处与一向后伸出的直径减小的端部114成一体，该端部具有多个形成在其中的等距离间隔开从而形成指状部分116的轴向狭槽114，这些指状部分的外表面在其远端附近开有槽以在其中容纳垫圈117和固定环118。当装配时，轴伸91的径向辐条96将分别径向向外伸出穿过复位套筒110的狭槽115，但是保持在惯性环100的指状部分104内部，如在图11中可以最清楚地看出。螺旋压缩复位弹簧119围绕着复位套筒指状部分116，其一个端部压靠在垫圈117上并且其另一个端部压靠在台肩113上，用来使复位套筒110向前弹性推压在轴伸91的台肩95a上。

该关闭阀机构90的操作类似于上述关闭阀机构30的操作。但是，在该情况中，在冲击机构21的每次冲击下，当惯性环100相对于轴伸91轴向向后移动时，它在下一次冲击之前将不会返回至其正常起始位置。更准确地说，复位套筒110与轴伸91中的倾斜螺旋凹槽92协同作用，从而操作作为一离合器来防止惯性环100在每次冲击之间返回。更具体地说，可以看出，复位弹簧119连续推压复位套筒100，由此这些球向前连续地试图将球93楔入在径向会聚的螺旋凹槽92和101之间。因此，响应于一次冲击，该惯性环100能够通过上述螺旋凹槽和球连接作用向后移动，但是不能在这些球的楔入作用下向前返回至其起始位置。因此，惯性环100会向后进行逐步或递进运动直到当达到预定扭矩时推力垫圈103接合盘状阀106并且使之离开阀座，该盘状阀在压缩气流的作用下以上述方式被冲击至其关闭位置。在盘状阀106移动至其关闭位置时，它接合位于复位套筒指状部分116的垫圈117，从而向后拉动复位套筒110以及这些球93，从而释放离合器的写入作用并且使得惯性环100能够在调节弹簧86的推动作用下返回至其起始位置。该盘状阀106将在启动阀组件14释放之后以与上述相同的方式重新设置。

现在参照图14和15，这些图显示出大体上由标号120所示的自动关闭阀机构的另一个实施方案。该关闭阀机构120的许多部件与用在上述关闭阀机构30和90中的部件相同，并且在那几个实施方案中的相同部件具有相同的参考标号。该关闭阀机构120利用了一种改进的端板121，该端板类似于上述端板50，除了它具有一后表面122之外，该所述后表面中形成有一矩形电路板凹槽133以及穿过该端板122用于电路引线的孔124。该端板121的后表面122在使用中由端盖125覆盖(图14)，该端盖在其中具有一显示窗口126，用来观看可以形成安装在凹槽123中的一部分电路板的图像。

该关闭阀机构120包括一释放组件129，该组件包括有与上述轴伸70基本上相同的轴伸70A，除了其螺旋凹槽75A设置在其远端附近而不是在凸缘73附近。一惯性环130环绕着该轴伸70A并且在其内表面上具有螺旋凹槽131，这些凹槽与位于轴伸70A上的凹槽75A协同作用以按照上述方式形成用于球76A的螺旋轨道，除了这些螺旋轨道沿着相反的方向弯曲。该惯性环130在其前端处具有径向向内延伸的环形端缘132并且在其前表面中轴向形成有一环形凹槽133。在凸缘73附近的轴伸70A周围环绕有一环形推力垫圈134，其横断面形状为槽形的并且通过螺杆135(显示出一个)固定在阀板31上。推力垫圈134座有一推力轴承136。螺旋复位弹簧137其一个端部座靠在推力垫圈134上，并且其另一个端部设置在惯性环130的凹槽133中以便弹性向外推压惯性环130。一适当的磁性传感器138设置在位于紧接着在惯性环130上方的阀板21中的径向空腔139中。

盘状阀140安置在阀板31的埋头孔37a中，从而它在这些图中所示的其正常起始位置中与惯性环130的后面间隔一小段距离。在该盘状阀140的后表面中形成有一环形弹簧凹槽141，在该凹槽中设置有螺旋复位弹簧142的一个端部，其后端设置在位于端板121中的埋头孔143中，用来将该盘状阀140弹性推压向其正常打开位置。在端板121的中心孔中设有一螺线管145，该螺线管具有一向前延伸的柱塞或轴146，该轴延伸穿过盘状阀140的中心开口并且与位于盘状阀140的前侧面上的适当固定件连接。电路板147设置在端板121的电路板凹槽123中，并且通过适当的导线(未示出)与螺线管145和传感器138连接。要理解的是，电路板147可以包括一适当的显示部分，它可以通过端盖125中的显示窗口126观看到，并且还可以设有合适的输入装置，例如按钮等，这些输入装置可以延伸穿过端盖125中的适当孔(未示出)。

在操作中，惯性环130将响应于由冲击机构21施加的冲击而以与上述关闭阀机构30大部分相同的方式轴向来回移动，除了在该情况中惯性环130在转子延伸部分70A停止并且将向后返回至其起始位置时将向前移动。这些运动将由传感器138感测，该传感器将输出其数值与轴向运动量成比例的电信号，该信号将通过微处理器或电路板147上的其它合适电路与对应于预定扭矩值的预设定信号电平进行比较，这些预设定信号电平可以由用户通过上述输入部件输入。当达到预定扭矩大小时，电路板147将向螺线管145输出一信号，该螺线管将促动其将盘状阀140向后拖动一小段距离进入气流，从而使之以上述方式冲击到关闭位置。

现在参照图16，该图显示出大体上由标号150所示的释放组件，该组件可以代替在图14的关闭阀机构120中的释放组件129。该释放组件150具有一改进的轴伸151，该轴伸在其端部处设有一轴向孔152，该孔容纳着螺线管145的轴146及其相关的连接件。在其后端与轴伸151成一体的是一径向向外延伸的端壁153，该端壁在其径向外缘处终止在向前伸出的圆柱形凸缘154中。在轴伸151周围环绕有一环筒形传感器155，该传感器是一种磁场传感器，它可以是由Magna-LasticDevices，Inc.销售的磁弹性传感器或其它非接触应力测量器件。该传感器在其前端处具有环形径向向外延伸的凸缘，该凸缘例如由紧固件156固定在阀板31上。该轴伸151的圆柱形凸缘154的前端可以稍微与筒形传感器155重叠。轴伸151在筒形传感器155内的区域尤其被磁化，从而它可以产生出能够被传感器155以非接触方式感测到的电磁场信号。该传感器155通过磁化检测出扭矩变化并且输出由电路板147上的电子器件解释的信号以便测量出从冲击机构21反映出的力大小，这导致在轴伸155中的扭转应力与所施加的并且由传感器155感测到的扭矩成比例。由传感器155产生出的信号与所施加的扭矩成比例，并且通过电路147上的电子器件与预定的参考扭矩水平进行比较，并且当它们匹配时，以上述方式促动螺线管145。必要时，可以在电路板147的显示部分上显示出所实现的扭矩数值，然后停止促动螺线管145，从而使得盘状阀140在启动阀组件14释放时能够在弹簧142的作用下返回至其正常打开的位置。在美国专利No.5887335中披露了生产刚才所述类型的圆形磁性非接触扭矩传感器的方法。

虽然在所示的实施方案中该气动工具10是一种手动工具，但是要理解的是在这里所披露的自动关闭原理尤其是在图14-16的电磁实施方案中的那些原理可以用在向工件施加其它类型力的气动工具例如气动锤、凿子等中。还有，虽然所述的实施方案显示出用在冲击型加扭矩工具中，但是要理解的是在这里的某些自动关闭原理可以用于其它类型的非冲击型加扭矩工具。

从上面可以看出，提供了一种用于气动工具的改进的自动关闭阀机构，该机构相对简单、紧凑、廉价、快速动作并且容易调节。

在上面的说明书和附图中所提到的事情只是以举例说明的方式给出，而不应当被认为是一种限制。虽然已经显示并描述了具体实施方案，但是本领域普通技术人员将知道，在不脱离申请人发明贡献的更广义方面的情况下可以作出许多改变和改进。所要保护的构思的实际范围被限定在根据现有技术理解来理解其正确方面的以下权利要求中。

Claims (38)

1.一种用于气动扭矩施加工具的自动关闭阀机构，该工具具有空气马达、通向该马达的压缩气流通道以及由该马达驱动的施加扭矩机构，该关闭阀机构包括：

阀门部件，它可以在使得压缩气流流向马达的正常打开位置和阻止压缩气流流向马达的关闭位置之间移动；

偏压结构，它用于将所述阀门部件弹性地推压向其正常的打开位置，

所述阀门部件具有相对的第一和第二侧面，从而在打开位置处只有第一侧面暴露于压缩气流中，以及

释放组件，它能够响应于由施加扭矩机构施加的预定扭矩来使阀门部件在气流通道中移动到与打开位置相隔足够距离的释放位置处，这样该阀门部件的第二侧面暴露于压缩气流中，从而将该阀门部件从释放位置驱动至关闭位置。

2.如权利要求1所述的关闭阀机构，其中所述释放组件包括机械装置。

3.如权利要求2所述的关闭阀机构，其中所述释放组件包括惯性响应装置。

4.如权利要求1所述的关闭阀机构，其中所述释放组件包括机电装置。

5.如权利要求4所述的关闭阀机构，其中所述机电装置包括一扭矩感测装置和一螺线管，该螺线管与所述阀门部件连接并且在达到预定扭矩水平时由所述扭矩感测装置促动来使所述阀门部件移动至其释放位置。

6.如权利要求5所述的关闭阀机构，其中所述扭矩感测装置邻近所述阀门部件设置。

7.如权利要求6所述的关闭阀机构，其中所述扭矩感测装置包括惯性响应装置。

8.如权利要求6所述的关闭阀机构，其中所述扭矩感测装置是一种电磁装置。

9.如权利要求8所述的关闭阀机构，其中所述扭矩感测装置包括一磁弹性扭矩传感器和一磁场矢量传感器装置。

10.一种用于气动扭矩施加工具的自动关闭阀机构，该工具具有带有转子轴和旋转轴的空气马达、通向该马达的压缩气流通道以及由该马达驱动的施加扭矩机构，该关闭阀机构包括：

阀门部件，它可以在使得压缩气流流向马达的正常打开位置和阻止压缩气流流向马达的关闭位置之间移动；

偏压结构，它用于将所述阀门部件弹性地推压向其正常的打开位置；

所述阀门部件具有相对的第一和第二侧面，从而在打开位置处只有第一侧面暴露于压缩气流中；和

释放组件，它包括与所述转子轴共轴的惯性部件，以及

螺旋连接装置，它位于所述惯性部件和转子轴之间，从而在因所述转子轴的迅速减速而使得惯性部件相对于转子轴可转动地且轴向地向与阀门部件间隔开的一个位置移动一与所施加的扭矩成反比的距离的同时，所述转子轴和惯性部件以恒定的速度一起转动，

所述释放组件能够响应于所施加的预定扭矩来移动所述惯性部件使其与所述阀门部件相结合以使该阀门部件在气流通道中移动到与打开位置相隔足够距离的释放位置处，这样该阀门部件的第二侧面暴露于压缩气流中，从而将该阀门部件从释放位置驱动至关闭位置。

11.如权利要求10所述的关闭阀机构，其中所述螺旋连接装置包括：位于惯性部件的内表面上的第一螺旋凹槽；连接部件，它固定在转子轴上并且共轴地设置在惯性部件内，在其外表面上具有第二螺旋凹槽；以及至少一个球，其设置在所述第一和第二凹槽中，用于与它们协作以容纳惯性部件的相对于连接部件的转动和轴向运动。

12.如权利要求11所述的关闭阀机构，其中所述释放组件包括一偏压结构，用于将惯性部件弹性地推压至与所述阀门部件间隔最大距离的起始位置处。

13.如权利要求12所述的关闭阀机构，其中所述释放组件包括一离合机构，它能够响应于惯性部件从其起始位置开始的运动来防止惯性部件返回至起始位置直到阀门部件已经移动至其释放位置。

14.如权利要求13所述的关闭阀机构，其中至少一个所述螺旋凹槽具有一邻近惯性部件的起始位置设置的第一轴向端部和一第二轴向端部，其中所述第一轴向端部设置为比所述第二轴向端部离所述旋转轴线更远，所述释放组件包括将至少一个球朝着所述至少一个凹槽的所述第一端部弹性地推压的装置。

15.如权利要求14所述的关闭阀机构，其中所述释放组件还包括复位机构，它能够响应于所述阀门部件朝着其关闭位置的运动来使得所述惯性部件返回至其起始位置。

16.一种气动扭矩施加工具，它包括：

空气马达；

形成通向所述马达的压缩气流通道的结构；

施加扭矩机构，它与马达连接并且由其驱动；以及

自动关闭阀机构，其包括：

阀门部件，它可以在使得压缩气流流向所述马达的正常打开位置和阻止压缩气流流向马达的关闭位置之间移动；

偏压结构，它用于将阀门部件弹性地推压向其正常的打开位置；

所述阀门部件具有相对的第一和第二侧面，从而在打开位置处只有第一侧面暴露于压缩气流中；和

释放组件，所述释放组件能够响应于由所述施加扭矩机构施加的预定扭矩来使阀门部件在气流通道中移动到与打开位置相隔足够距离的释放位置处，这样该阀门部件的第二侧面暴露于压缩气流中，从而将该阀门部件从释放位置驱动至关闭位置。

17.如权利要求16所述的工具，其中所述关闭阀机构设置在与所述施加扭矩机构相对的空气马达的一端部处。

18.如权利要求16所述的工具，其中所述施加扭矩机构是一种冲击机构，所述空气马达具有一旋转轴线，所述释放组件包括一促动部件，该促动部件可以在与阀门部件间隔最大距离的起始位置和可以与阀门部件接合以便使它移动至其释放位置的促动位置之间轴向移动。

19.如权利要求18所述的工具，其中所述释放组件包括一连接装置，该装置用于响应冲击机构的每次冲击容纳促动部件的运动，其中，该运动从起始位置开始移动一与所施加的扭矩成比例的轴向距离，然后回到起始位置，直到阀门部件移动到其释放位置。

20.如权利要求18所述的工具，其中所述释放组件包括一离合装置，用于防止促动部件在所述冲击机构的每次冲击之间返回至其起始位置。

21.一种用于气动冲击工具的自动关闭阀机构，该工具具有空气马达、通向该马达的压缩气流通道以及由该马达驱动的冲击机构，该关闭阀机构包括：

阀门部件，它可以在使得压缩气流流向马达的正常打开位置和阻止压缩气流流向马达的关闭位置之间移动；

偏压结构，它用于将阀门部件弹性地推压向其正常的打开位置；以及

释放组件，所述释放组件能够响应于施加给所述冲击机构的预定的反作用力来使阀门部件在气流通道中移动到与打开位置相隔足够距离的释放位置处，从而该阀门部件暴露于压缩空气负载中，其中，该压缩空气负载用于将该阀门部件驱动至关闭位置。

22.如权利要求21所述的关闭阀机构，其中所述释放组件包括扭矩响应机构。

23.如权利要求21所述的关闭阀机构，其中所述释放组件包括机电装置。

24.如权利要求23所述的关闭阀机构，其中所述释放组件包括一反作用力感测装置和一螺线管，该螺线管与所述阀门部件连接，并且在达到预定反作用力时其响应于所述反作用力感测装置而被促动以使该阀门部件移动至其释放位置。

25.一种用于气动工具的自动关闭阀机构，该工具具有空气马达、通向所述马达的压缩气流通道以及由所述马达驱动用来向工件施加力的输出机构，该关闭阀机构包括：

阀门部件，它可以在使得压缩气流流向马达的正常打开位置和阻止压缩气流流向马达的关闭位置之间移动；

偏压结构，它用于将阀门部件弹性地推压向其正常的打开位置；以及

释放组件，它能够响应于向所述输出机构施加的预定的反作用力来使阀门部件移动至释放位置，

该释放组件包括一反作用力响应装置，其能够响应于输出机构上的反作用力而产生出表示反作用力的信号，以及

促动器组件，它能够响应于表示预定反作用力水平的信号来使阀门部件在气流通道中移动至与打开位置相隔足够距离的释放位置处，从而该阀门部件暴露于用于将其从释放位置驱动至关闭位置的压缩气流中。

26.如权利要求25所述的关闭阀机构，其中所述输出机构是一种施加扭矩机构，所述反作用力响应装置是一种扭矩响应装置。

27.如权利要求26所述的关闭阀机构，其中所述扭矩响应装置邻近所述阀门部件设置。

28.如权利要求27所述的关闭阀机构，其中所述扭矩响应装置包括可以响应于所施加的扭矩而轴向运动的机械装置。

29.如权利要求27所述的关闭阀机构，其中所述扭矩响应装置是一种电磁装置。

30.如权利要求29所述的关闭阀机构，其中所述扭矩响应装置包括一种磁弹性装置。

31.如权利要求25所述的关闭阀机构，其中所述促动器组件包括螺线管。

32.如权利要求25所述的关闭阀机构，其中所述输出机构是一种冲击机构。

33.一种在达到预定扭矩时自动关闭扭矩施加工具的方法，该工具包括空气马达、通向该马达的压缩气流以及由该马达驱动的施加扭矩机构，该方法包括：

在邻近马达上游的压缩气流通道处设置一阀门部件，该阀门部件用于在使得压缩气流流向马达的正常打开位置和阻止压缩气流流向马达的关闭位置之间运动；并且

当达到预定扭矩时，使所述阀门部件从打开位置移动到设置在压缩气流通道中的并且与打开位置间隔一段距离的释放位置处，从而该阀门部件暴露于压缩气体负载中，其中，该压缩气体负载用于将该阀门部件驱动至关闭位置。

34.如权利要求33所述的方法，其中所述扭矩施加工具在一系列反复冲击中施加扭矩。

35.如权利要求34所述的方法，其中通过使惯性部件从所述空气马达后面的起始位置轴向地向促动位置移动来使阀门部件移动至其释放位置。

36.如权利要求35所述的方法，其中所述惯性部件响应于所述施加扭矩机构的每次冲击在起始位置和一与该起始位置轴向间隔开的位置之间来回运动。

37.如权利要求35所述的方法，其中所述惯性部件响应于施加扭矩机构的每次连续高扭矩冲击移动得更靠近促动位置，但是不会在每次冲击之间返回至起始位置。

38.如权利要求33所述的方法，其中用电子仪器感测由所述施加扭矩机构施加的扭矩。

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