ES2966843T3 - Pieza de fijación de herramienta eléctrica - Google Patents

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Abstract

Una pieza de accesorio de herramienta eléctrica (1) para una herramienta eléctrica, que comprende: una carcasa alargada (3) que incluye una parte superior de la carcasa (3a) y una parte inferior de la carcasa (3b) interconectada con la parte superior de la carcasa (3a). Un engranaje de entrada (9) está configurado para conectarse a un eje de salida de una llave eléctrica, cuyo engranaje de entrada (9) está dispuesto en un primer extremo de la carcasa (3). Un engranaje de salida (11) tiene una interfaz de salida (11a). El engranaje de salida (11) está dispuesto en un segundo extremo de la carcasa (3). Un primer engranaje intermedio (13a) está dispuesto dentro de la carcasa (3) y configurado para transmitir el par del engranaje de entrada (9) al engranaje de salida (11). El primer engranaje intermedio (13a) está montado de forma giratoria en un primer eje de engranaje intermedio (15a). Un sensor de par (19) está configurado para medir las fuerzas radiales que actúan sobre el primer eje del engranaje intermedio (15a) para obtener así una medida del par en el engranaje de salida (11). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Pieza de fijación de herramienta eléctrica
Campo técnico
La presente divulgación se refiere a una pieza de fijación de herramienta eléctrica para una herramienta eléctrica.
Antecedentes
Las piezas de fijación de herramientas eléctricas se utilizan generalmente en espacios reducidos donde no es posible usar una herramienta eléctrica común para acceder a un perno o tuerca de la junta que se va a apretar. Una pieza de fijación de herramienta eléctrica también se conoce como llave de pata, accesorio de parte delantera o accesorio de desplazamiento.
Una pieza de fijación de herramienta eléctrica incluye una pluralidad de ruedas dentadas que transmiten un movimiento giratorio de una rueda dentada de entrada a una rueda dentada de salida. Las ruedas dentadas generalmente se encuentran en una fila, dientes contra dientes, dentro de un alojamiento alargado.
El par en una herramienta eléctrica se mide típicamente por un transductor dispuesto dentro de la herramienta eléctrica. Sin embargo, es posible que la medición interna de la herramienta eléctrica no proporcione una medición precisa del par al que se somete la pieza de fijación de la herramienta eléctrica unida a la herramienta eléctrica.
EP3388199 divulga un dispositivo de tornillo que incluye una llave de pata que revela el preámbulo de la reivindicación 1 conectado al dispositivo de tornillo. La llave de pata tiene ruedas dentadas helicoidales provistas de dientes en ángulo. La llave de pata incluye un transductor de par configurado para medir el par de la rueda dentada dispuesta junto a la rueda dentada de salida. La medición del par se basa en el movimiento axial de la rueda dentada helicoidal y el transductor utiliza una celda de carga para determinar el par.
La estructura de los dientes del engranaje helicoidal es necesaria para poder realizar las mediciones de par. Sin embargo, hay llaves de pata que utilizan otros diseños de ruedas dentadas, como ruedas dentadas rectas con dientes rectos.
Breve Descripción de la Invención
Un objetivo de la presente divulgación es proporcionar una parte de fijación con la que se resuelvan o al menos mitiguen los problemas de la técnica anterior.
Por lo tanto, se proporciona una pieza de fijación de herramienta eléctrica para una herramienta eléctrica, que comprende: un alojamiento alargado que incluye una parte superior de alojamiento y una parte inferior de alojamiento interconectada con la parte superior de alojamiento, un engranaje de entrada configurado para conectarse a un eje de salida de una llave de potencia, cuyo engranaje de entrada está dispuesto en un primer extremo del alojamiento, un engranaje de salida con una interfaz de salida, qué engranaje de salida está dispuesto en un segundo extremo del alojamiento, un primer engranaje intermedio dispuesto dentro del alojamiento y configurado para transmitir el par del engranaje de entrada al engranaje de salida, cuyo primer engranaje intermedio está montado rotativamente en un primer eje de engranaje intermedio, y un sensor de par configurado para detectar las fuerzas radiales que actúan en el primer eje del engranaje intermedio para obtener así una medida del par en la rueda dentada de salida.
El sensor de par está así configurado para detectar y percibir las fuerzas radiales que actúan en el primer eje del engranaje intermedio cuando se transmite un par al engranaje de salida a través del primer engranaje intermedio. De este modo, se puede obtener una medición de par correcta independientemente de la configuración de los dientes del engranaje del primer engranaje intermedio, el engranaje de entrada, el engranaje de salida y cualquier engranaje intermedio adicional. Por lo tanto, todos los engranajes pueden estar provistos de dientes rectos, es decir, los llamados engranajes rectos. Esto ofrece una ventaja importante ya que tales engranajes rectos son considerablemente más fáciles y más baratos de fabricar que los engranajes helicoidales con dientes en ángulo requeridos por la técnica anterior. Sin embargo, la detección de la fuerza radial también permite que los engranajes puedan tener cualquier otra configuración adecuada de los dientes del engranaje, como, por ejemplo, engranajes helicoidales, si esto se considera favorable por otras razones.
El sensor de par puede configurarse para medir la deformación radial del primer eje de engranaje. Dicha deformación radial puede determinarse con precisión mediante componentes simples y bien probados, como elementos piezoeléctricos y medidores deformación.
El primer engranaje intermedio puede acoplarse preferentemente con el engranaje de salida. De este modo, el par se mide cerca del par de salida real, de modo que se puede calcular fácilmente un valor correcto del par de salida.
El primer eje del engranaje intermedio puede estar hueco y el sensor de par puede recibirse en el primer eje del engranaje intermedio.
El sensor de par puede estar formado por un elemento piezoeléctrico.
Alternativamente o en combinación, el sensor de par puede constar de un medidor de deformación.
La pieza de fijación de la herramienta eléctrica puede comprender además una serie de segundos engranajes intermedios dispuestos dentro del alojamiento y configurados para transmitir el par del engranaje de entrada al engranaje de salida. Al seleccionar el número de engranajes intermedios, la longitud de la pieza de fijación se puede adaptar a diferentes aplicaciones.
El engranaje de entrada, el engranaje de salida y el engranaje intermedio o engranajes pueden ser engranajes rectos. Cada engranaje intermedio puede montarse en el eje del engranaje intermedio correspondiente mediante cojinetes de agujas.
La pieza de fijación de la herramienta eléctrica puede incluir además una unidad electrónica configurada para recibir mediciones del sensor de par.
La unidad electrónica se puede configurar para alimentar el sensor de par. La unidad electrónica puede, por ejemplo, constar de una batería o configurarse para conectarse mediante cables a la electrónica de accionamiento de una herramienta eléctrica o a una unidad de control de una herramienta eléctrica.
La unidad electrónica se puede configurar para procesar las mediciones. Por lo tanto, la unidad electrónica puede comprender circuitos de procesamiento configurados para procesar las mediciones, por ejemplo, para determinar el par basado en las mediciones de las fuerzas radiales que actúan en el primer eje del engranaje intermedio.
La unidad electrónica se puede configurar para transmitir las mediciones a una unidad de control de una herramienta eléctrica.
De acuerdo con una realización, la pieza de fijación de la herramienta eléctrica es una llave de pata.
Otras características y ventajas de la presente divulgación serán evidentes a partir de la figura y de la descripción detallada de las realizaciones mostradas.
Breve descripción de los dibujos
En la siguiente descripción detallada se hace referencia a los dibujos adjuntos, de los cuales:
La Figura 1 muestra una vista en perspectiva de un ejemplo de una pieza de fijación de herramienta eléctrica;
La Figura 2 es una vista despiezada de la pieza de fijación de la herramienta eléctrica en la Figura 1;
La Figura 3 es una sección longitudinal de la pieza de fijación de la herramienta eléctrica en la Figura 1;
Descripción detallada de la invención
La Figura 1 muestra un ejemplo de una pieza de fijación de herramienta eléctrica 1 para una herramienta eléctrica. La herramienta eléctrica puede ser, por ejemplo, una llave o un rodete de tuerca.
La pieza de fijación de herramienta eléctrica ejemplificada 1 es una llave de pata. La pieza de fijación de la herramienta eléctrica 1 consta de un alojamiento alargado 3. El alojamiento alargado 3 comprende una parte superior de alojamiento o primera parte de alojamiento 3a y una parte inferior de alojamiento o segunda parte de alojamiento 3b. La parte superior de alojamiento 3a está interconectada con la parte inferior de alojamiento 3b.
La Figura 2 muestra la pieza de fijación de la herramienta eléctrica 1 en una vista despiezada. La pieza de fijación de la herramienta eléctrica 1 comprende una rueda de engranajes de entrada o, más corto, engranaje de entrada 9 y un engranaje de salida 11 dispuestos en el alojamiento alargado 3. El engranaje de entrada 9 está dispuesto en un primer extremo del alojamiento alargado 3. El engranaje de salida 9 está dispuesto en un segundo extremo del alojamiento 3. El engranaje de entrada 9 está conectado de forma impulsada al engranaje de salida 11 a través de una serie de engranajes intermedios 13a, 13b. En el ejemplo mostrado hay cinco engranajes intermedios que comprenden un primer engranaje intermedio 13a, engranado con el engranaje de salida 11 y cuatro segundos engranajes intermedios dispuestos entre el engranaje de entrada 9 y el primer engranaje intermedio 13a para transmitir la rotación y el par entre ellos. Sin embargo, el número de engranajes intermedios puede variar libremente para una adaptación adecuada de la longitud de la llave de pata, siempre que haya un primer engranaje intermedio 13. El número de segundos engranajes intermedios 13b puede ser cualquier entero de cero y superior. En el ejemplo mostrado, todos los engranajes son engranajes rectos.
La rueda dentada de salida 11 consta de una conexión de salida o interfaz 11a. La interfaz de salida 11a puede configurarse para recibir, por ejemplo, una broca de llave, una broca de tornillo, una tuerca o una cabeza de tornillo.
El primer engranaje intermedio 13a está montado rotativamente en un primer eje de engranaje intermedio 15a mediante cojinetes de agujas 16a. De manera correspondiente, cada segundo engranaje intermedio 13b montado rotativamente en un segundo eje del engranaje intermedio 15b mediante un cojinete de agujas respectivo 16b.
El primer eje de engranaje intermedio 15a es hueco. En el ejemplo que se muestra, se exhibe un diámetro interior cilíndrico 17a que se extiende axialmente desde un extremo al otro del primer eje del engranaje intermedio 15a. Sin embargo, en realizaciones alternativas, la configuración hueca del primer eje del engranaje intermedio puede lograrse mediante un espacio interno de cualquier geometría de sección transversal que se extienda o no a lo largo de toda la longitud axial del primer eje intermedio.
Se recibe un sensor de par 19 en la perforación 17a. En el ejemplo mostrado, el sensor de par está formado por un elemento piezoeléctrico que se inserta en la perforación y se fija en él por cualquier medio adecuado, como por ejemplo, mediante el encolado, ajuste a presión o mediante elementos de fijación adicionales. En el ejemplo mostrado, el elemento piezoeléctrico tiene esencialmente la misma geometría de sección transversal que la perforación 17a.
El elemento piezoeléctrico está configurado para detectar deformaciones radiales remarcación del primer eje del engranaje intermedio 15a y generar una señal eléctrica proporcional a la deformación radial. Estas deformaciones radiales se producen cuando se transmite un par de entrada desde el engranaje de entrada a través de los segundos engranajes intermedios 13b al primer engranaje intermedio 13a y cuando el engranaje de salida genera un par de apriete contrario al primer engranaje intermedio 13a. La deformación del primer eje del engranaje intermedio 15a y, por lo tanto, la señal generada por el sensor de par 19 es proporcional al par de apriete generado por el engranaje de salida 11 y, por lo tanto, se puede calcular el par de apriete real que actúa sobre el engranaje de salida.
En una realización alternativa no mostrada, el sensor de par está formado por o comprende un medidor de deformación que se recibe en el espacio interno del primer eje del engranaje intermedio. Por ejemplo, el medidor de deformación puede constar de un sensor de película fina fijado a la pared interior del primer eje del engranaje intermedio o a un pasador, aguja o similar insertado en el espacio interno del primer eje del engranaje intermedio.
La pieza de fijación de herramienta eléctrica 1 puede incluir opcionalmente una unidad electrónica 7. El sensor de par 19 está conectado a la unidad electrónica 7 por medio de un cable eléctrico 7a. La unidad electrónica 7 se puede configurar para alimentar el sensor de par 19. La unidad electrónica 7 se puede configurar para recibir mediciones del sensor de par 19. La unidad electrónica 7 se puede configurar para procesar las mediciones del sensor de par 19. Por ejemplo, la unidad electrónica 7 puede configurarse para procesar las mediciones o detecciones realizadas por el elemento piezoeléctrico y determinar el par correspondiente a la deformación radial del primer eje del engranaje intermedio 15a.
La unidad electrónica 7 puede configurarse para comunicarse de forma inalámbrica o mediante cables con una herramienta eléctrica, y/o para comunicarse de forma inalámbrica o mediante cables con una unidad de control configurada para controlar el funcionamiento de la herramienta eléctrica. La unidad electrónica 7 se puede configurar para transmitir mediciones sin procesar y/o las mediciones procesadas. Opcionalmente, la unidad electrónica 7 puede incluir una unidad de visualización 7b configurada para mostrar las mediciones procesadas del sensor de par 19. La unidad electrónica 7 puede estar dispuesta en la superficie exterior del alojamiento alargado 3, por ejemplo en la parte superior de alojamiento 3a.
El sensor de par 19 podría configurarse de manera alternativa para conectarse eléctricamente en forma directa a la herramienta eléctrica y alimentarse con energía de la herramienta eléctrica.
En la realización que se muestra en las figuras, el primer engranaje intermedio se engrana con el engranaje de salida. Esto puede ser preferible ya que la señal generada por el sensor de par se corresponde estrechamente con el par real que actúa en el engranaje de salida. Sin embargo, en realizaciones alternativas, el primer engranaje intermedio puede ser cualquiera de los engranajes intermedios, de modo que se engrane con el engranaje de entrada y/o con uno o dos de los segundos engranajes intermedios. En tales alternativas, la fricción generada en el engranado de los engranajes, entre el primer engranaje intermedio y el engranaje de salida debe compensarse al determinar el par real que actúa en el engranaje de salida.
La unidad electrónica 7 puede comprender circuitos de procesamiento configurados para procesar mediciones del sensor de par 19. Además, la unidad electrónica 7 puede comprender un medio de almacenamiento que comprende un código informático que, cuando se ejecuta por el circuito de procesamiento, hace que la unidad electrónica 7 determine un par en la rueda dentada de salida en función de las mediciones del sensor de par 5. El circuito de procesamiento se puede configurar para mostrar el par determinado en una pantalla 7b de la unidad electrónica 7.
Los circuitos de procesamiento pueden utilizar cualquier combinación de uno o más de una unidad de procesamiento central (CPU) adecuada, multiprocesador, microcontrolador, procesador de señal digital (DSP), circuito integrado específico de la aplicación (ASIC), matrices de puertas programables en campo (FPGA), etc., capaces de ejecutar cualquier operación divulgada por la presente relativa a la determinación del par basado en las mediciones realizadas por el sensor de par 19.
El medio de almacenamiento puede, por ejemplo, incorporarse como una memoria, como una memoria de acceso aleatorio (RAM), una memoria de solo lectura (ROM), una memoria de solo lectura programable borrable (EPROM), o bien, una memoria de solo lectura programable borrable eléctricamente (EEPROM) y, más concretamente, como medio de almacenamiento no volátil de un dispositivo en una memoria externa, como una memoria USB (bus serie universal) o una memoria Flash, como una memoria Flash compacta.
La unidad electrónica 7 puede comprender un transmisor configurado para transmitir de forma inalámbrica las mediciones recibidas desde el sensor de par a una herramienta eléctrica o a una unidad de control de una herramienta eléctrica, por ejemplo.
Arriba, el concepto inventivo ha sido descrito con referencia a dos realizaciones específicas. Sin embargo, el concepto inventivo no se limita a ninguna de estas realizaciones. Es obvio para una persona experta en la técnica que el concepto inventivo pueda ser modificado dentro de su alcance, que se define por las siguientes reivindicaciones.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Una pieza de fijación de herramienta eléctrica (1) para una herramienta eléctrica, que comprende:
- un alojamiento alargado (3) que incluye una parte superior de alojamiento (3a) y una parte inferior de alojamiento (3b) interconectada con la parte superior de alojamiento (3a),
- un engranaje de entrada (9) configurado para conectarse a un eje de salida de una llave de potencia, cuyo engranaje de entrada (9) está dispuesto en un primer extremo del alojamiento (3),
- un engranaje de salida (11) con una interfaz de salida (11a), cuyo engranaje de salida (11) está dispuesto en un segundo extremo del alojamiento (3),
- un primer engranaje intermedio (13a) dispuesto en el interior del alojamiento (3) y configurado para transmitir el par del engranaje de entrada (9) al engranaje de salida (11),
caracterizada porque
el primer engranaje intermedio (13a) está montado rotativamente en un primer eje de engranaje intermedio (15a) y la pieza de fijación de la herramienta eléctrica comprende además
- un sensor de par (19) configurado para detectar las fuerzas radiales que actúan sobre el primer eje del engranaje intermedio (15a) para obtener así una medida del par en el engranaje de salida (11).
2. La pieza de fijación de herramienta eléctrica de acuerdo con la reivindicación 1, donde el sensor de par (19) está configurado para medir la deformación radial del primer eje de engranaje (15a).
3. La pieza de fijación de herramienta eléctrica de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, donde el primer engranaje intermedio (13a) se engrana con el engranaje de salida (11).
4. La pieza de fijación de herramienta eléctrica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde el primer eje del engranaje intermedio (15a) es hueco y el sensor de par (19) se recibe en el primer eje del engranaje intermedio (15a).
5. La pieza de fijación de herramienta eléctrica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde el sensor de par (19) comprende un elemento piezoeléctrico.
6. La pieza de fijación de herramienta eléctrica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde el sensor de par comprende un medidor de deformación.
7. La pieza de fijación de herramienta eléctrica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende además un número de segundos engranajes intermedios (13b) dispuestos dentro del alojamiento (6) y configurados para transmitir el par del engranaje de entrada (9) al engranaje de salida (11).
8. La pieza de fijación de herramienta eléctrica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, donde el engranaje de entrada (9), el engranaje de salida (11) y el engranaje o engranajes intermedios (13a, 13b) son engranajes rectos.
9. La pieza de fijación de herramienta eléctrica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, donde cada engranaje o engranajes intermedios (13a, 13b) está/están montados en el eje del engranaje intermedio respectivo (15a, 15b) por medio de cojinetes de agujas (16a, 16b).
10. La pieza de fijación de herramienta eléctrica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende una unidad electrónica (7) configurada para recibir mediciones del sensor de par (19).
11. La pieza de fijación de herramienta eléctrica de acuerdo con la reivindicación 10, donde la unidad electrónica (7) está configurada para alimentar el sensor de par (19).
12. La pieza de fijación de herramienta eléctrica de acuerdo con la reivindicación 11, donde la unidad electrónica (7) está configurada para procesar las mediciones.
13. La pieza de fijación de herramienta eléctrica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, donde la unidad electrónica (7) está configurada para transmitir las mediciones a una unidad de control de una herramienta eléctrica.
14. La pieza de fijación de herramienta eléctrica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, donde la pieza de fijación de la herramienta eléctrica (1) es una llave de pata.
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