ITMO20110153A1 - Utensile ad impatto - Google Patents

Description

Descrizione di invenzione industriale

UTENSILE AD IMPATTO

Background dell'invenzione

[0001] L'invenzione concerne un utensile ad impatto, in particolare un avvitatore a massa battente.

[0002] In modo specifico, ma non esclusivo, l'invenzione può essere utilizzata per il bloccaggio di un bullone su un mozzo filettato di una ruota, ad esempio per cambiare in modo rapido le ruote di un'automobile durante una gara.

[0003] In particolare l'invenzione fa riferimento ad un utensile ad impatto in cui: una massa rotante (martello), che funge da volano per immagazzinare energia meccanica, viene posta in rotazione da un motore (in genere di tipo pneumatico); un albero rotante è fissato ad un'incudine azionata in rotazione dal martello mediante una serie di impatti (in genere un impatto per ogni giro di rotazione); il meccanismo di collegamento tra martello e incudine comprende un innesto che, dopo ogni impatto, lascia il martello nuovamente libero di ruotare e che può essere azionato, ad esempio, da un sistema a camma. In uso, un dispositivo esterno (ad esempio un organo di accoppiamento a vite) viene collegato in modo rimovibile all'albero rotante, in genere con l'interposizione di un adattatore meccanico.

[0004] Più in particolare l'invenzione fa riferimento ad un utensile ad impatto avente un sensore di momento torcente operativamente associato all'albero di uscita. Un utensile siffatto è noto, ad esempio, dalla pubblicazione brevettuale n. US 2007/0103104 Al.

[0005] È noto l'impiego di un avvitatore pneumatico a massa battente per il montaggio e lo smontaggio delle ruote su un autoveicolo, in cui il serraggio del bullone (in genere in lega leggera) che blocca la ruota sul mozzo (in genere in acciaio bonificato) deve essere sicuro ed affidabile, anche

1110471 Descrizione

quando le sollecitazioni trasmesse dalle ruote al mozzo sono elevate, come avviene in un autoveicolo che corre in una gara automobilistica.

[0006] È desiderabile quindi non solo che l'avvitatore ruoti velocemente, ma che garantisca anche un adeguato serraggio, con una coppia torcente nota, tale da non danneggiare il bullone, per assicurare la tenuta dell'accoppiamento tra bullone e mozzo in qualunque condizione, ad esempio durante una competizione.

[0007] È desiderabile pertanto arrestare l'avvitatore al momento più appropriato, né troppo presto né troppo tardi, affinché la forza di serraggio blocchi la ruota, ma senza danneggiare l'accoppiamento a vite.

[0008] È noto, ad esempio dalla pubblicazione brevettuale n. US 2004/0182587 Al, misurare il momento torcente sull'albero di uscita di un utensile pneumatico ad impatto, mediante l'impiego di sensori senza contatto di tipo magnetico, ed arrestare l'utensile quando viene raggiunto un valore di soglia della torsione rilevata.

Sommario dell'invenzione

[0009] Uno scopo dell'invenzione è di fornire un utensile ad impatto con un sistema di monitoraggio dell'azione esercitata dall'utensile su un dispositivo esterno.

[0010] Un vantaggio è di determinare con precisione ed affidabilità quando un organo di bloccaggio a vite è stato avvitato con la forza di serraggio appropriata.

[0011] Un vantaggio è di rendere disponibile un utensile ad impatto con un sistema di controllo del momento torcente applicato dall'albero di uscita.

[0012] Un vantaggio è di arrestare l'utensile ad impatto nel momento stesso in cui l'intervento dell'utensile su un dispositivo esterno è concluso in modo appropriato.

[0013] Un vantaggio è di dare luogo ad un utensile ad impatto di semplice costruzione e di elevata affidabilità.

[0014] Un vantaggio è di provvedere un sistema di monitoraggio con sensori senza contatto idoneo per l'impiego in situazioni di notevole criticità, come ad esempio nell'ambito di un utensile ad impatto in cui le sollecitazioni dinamiche sono elevate e complesse.

[0015] Un vantaggio è di associare un utensile ad impatto con un sistema di monitoraggio avente dimensioni e peso relativamente ridotti.

[0016] Un vantaggio è di realizzare un metodo preciso ed affidabile per l'elaborazione dei segnali ricevuti dal sistema di sensori applicato all'utensile ad impatto.

[0017] Tali scopi e vantaggi, e altri ancora, sono raggiunti dall'utensile ad impatto secondo una o più delle rivendicazioni sotto riportate.

Breve descrizione dei disegni

[0018] L'invenzione potrà essere meglio compresa ed attuata con riferimento agli allegati disegni che ne illustrano un esempio non limitativo di attuazione.

[0019] La figura 1 è uno schema di un esempio di utensile ad impatto in accordo con la presente invenzione.

[0020] La figura 2 mostra l'albero di uscita e l'incudine dell'utensile di figura 1.

[0021] La figura 3 è una sezione di una porzione di albero dotata di un gruppo sensore secondo l'invenzione.

[0022] La figura 4 è una vista frontale, in parte sezionata, della porzione di albero di figura 3.

[0023] Le figure 5 e 6 mostrano due fasi di inserimento di un gruppo sensore, realizzato secondo l'invenzione, su un'estremità di un albero di uscita.

[0024] La figura 7 è uno schema di un esempio di disposizione di bobine per un sensore di coppia.

[0025] La figura 8 è uno schema di un sensore di coppia realizzato secondo l'invenzione.

[0026] Le figure da 9A a 9C mostrano altri tre esempi di disposizioni di bobine per un sensore di coppia.

[0027] La figura 10 mostra gli andamenti del momento torcente e dell'angolo di rotazione dell'albero di uscita dell'utensile ad impatto.

[0028] La figura 11 mostra un diagramma del momento torcente dell'albero di uscita per due diversi impatti.

[0029] La figura 12 mostra gli andamenti del momento torcente dell'albero di uscita e dell'energia totale fornita mediante l'albero di uscita, per una successione di impatti.

[0030] La figura 13 mostra un diagramma del momento torcente dell'albero di uscita per un singolo impatto.

[0031] Le figure 14 e 15 mostrano l'utensile ad impatto con un sistema di sensori per rilevare l'angolo di rotazione assoluto dell'albero di uscita.

Descrizione dettagliata

[0032] Facendo riferimento alle suddette figure, è stato indicato nel suo complesso con 1 un utensile ad impatto che, nel caso specifico, è un avvitatore a massa battente utilizzabile, ad esempio, per il montaggio e lo smontaggio di ruote di autoveicoli, in particolare da corsa.

[0033] L'utensile ad impatto 1 comprende una carcassa 2 che alloggia al suo interno un martello 3 rotante azionato in rotazione da un motore (in figura 1 il motore e il martello 3 sono stati schematizzati in unico blocco). Nel caso specifico il motore è di tipo pneumatico. Il martello 3 rotante opera come volano di accumulo di energia meccanica.

[0034] L'utensile ad impatto 1 comprende un'incudine 4 rotante disposta nella carcassa 2 ed azionata in rotazione dal martello 3 mediante una serie di impatti. Il sistema di accoppiamento (di tipo noto e non illustrato) tra martello 3 e incudine 4 può comprendere un innesto frontale azionato da un sistema a camme che collega e scollega periodicamente (ad esempio una volta al giro) il martello 3 e l'incudine 4 tra loro. L'accoppiamento tra martello e incudine può essere realizzato in modo che ad ogni giro di rotazione il martello 3 si accoppi per un breve periodo di tempo (per una frazione di giro) con l'incudine 4 imprimendo a quest'ultima un impulso di rotazione con un impatto ad elevata coppia.

[0035] Un albero 5 di uscita ruota attorno ad un asse di rotazione solidale in rotazione con l'incudine 4. L'albero 5 può avere, come nel caso specifico, un'estremità prossimale all'incudine e un'estremità distale che può, come in questo caso, fuoriuscire dalla carcassa 2. L'estremità distale può terminare con un elemento di attacco 6 per il collegamento amovibile con un dispositivo esterno. L'elemento di attacco 6 può comprendere, ad esempio, un attacco quadro. Il dispositivo esterno può comprendere, ad esempio, un adattatore meccanico 7 idoneo per collegare l'elemento di attacco 6 con un organo a vite 8 (ad esempio con un dado per il bloccaggio di una ruota su un mozzo).

[0036] In uso, quando l'operatore attiva l'utensile, ad esempio premendo un pulsante di avvio, un'alimentazione di aria compressa aziona il motore pneumatico che comanda il martello rotante che, colpendo ripetutamente l'incudine rotante, pone in rotazione l'albero di uscita applicato al dispositivo esterno (organo di accoppiamento a vite). Nel caso di un avvitatore, un organo di accoppiamento a vite sarà avvitato (o svitato) con un'azione intermittente di una successione di impatti torsionali. Negli impatti iniziali, le rotazioni dell'albero di uscita saranno, per ogni impatto, relativamente elevate, per poi diminuire all'avvicinarsi della situazione finale in cui il dispositivo esterno (ad esempio l'organo di accoppiamento a vite) è stato ruotato (avvitato) con il serraggio desiderato.

[0037] L'estremità distale dell'albero comprende una porzione 9 di estremità sulla quale è applicato (in modo integrale o in modo rimovibile) almeno un sensore di coppia per rilevare un momento torcente dell'albero di rotazione 5. Nelle figure 1 e 2 il sensore di coppia non è illustrato. È stato riscontrato che la porzione 9 di estremità, che è interposta assialmente tra l'elemento di attacco 6 e la zona della carcassa 2 dalla quale fuoriesce l'estremità distale (la porzione 9 è indicata con una freccia in figura 1 ed è delimitata da una coppia di linee tratteggiate in figura 2), è la porzione di albero più idonea per posizionare il sensore di coppia, al fine di determinare in modo preciso il momento torcente che effettivamente l'utensile applica al dispositivo esterno, ovverosia, in questo caso, all'adattatore meccanico 7 e quindi all'organo a vite 8. Il sensore di coppia può comprendere un sensore senza contatto, ad esempio un sensore di tipo magnetico. Il sensore di coppia può comprendere, ad esempio, almeno una bobina avvolta attorno alla porzione 9 di estremità distale disposta adiacente all'elemento di attacco 6. In particolare la bobina sarà disposta, come detto, nello spazio assiale (vedi figura 2) compreso tra l'elemento di attacco 6 e la superficie di carcassa dalla quale sporge verso l'esterno l'estremità distale dell'albero 5. Nell'albero di uscita di un usuale avvitatore a massa battente, tale spazio assiale può essere relativamente molto ridotto, ad esempio uguale a circa 6-8 millimetri.

[0038] Il sensore di coppia potrà essere costruito integralmente con l'albero oppure associato ad un inserto inseribile attorno all'albero o accoppiato ad un'estremità dell'albero. Nelle figure 3 e 4 è mostrato un esempio di inserto dotato del sensore di coppia. In questo caso l'inserto 10 comprende una porzione di albero 11 che può essere congiunta coassialmente all'albero 5 (formando in sostanza un prolungamento dell'albero stesso) per dare luogo ad una porzione di estremità distale che porta il sensore di coppia. L'inserto 10 può comprendere, come in questo caso, un elemento di attacco femmina (ad esempio di forma quadra) su un lato (ad esempio il lato che si congiunge coassialmente con un'estremità dell'albero) e un elemento di attacco maschio (ad esempio di forma quadra) sul lato opposto (ad esempio per realizzare l'elemento di attacco al quale sarà collegato il dispositivo esterno). La stessa disposizione di elementi mostrata nelle figure 3 e 4 (disposta attorno alla porzione di albero 11) può essere costruita integralmente con l'albero 5 (nello spazio indicato in figura 2). Tale disposizione di elementi forma un gruppo sensore che sarà descritto nel prosieguo.

[0039] L'utensile 1 può comprendere, sia nella versione inseribile sull'albero sia nella versione integrata con l'albero, un gruppo sensore come quello illustrato nelle figure 3 e 4, che è dotato di un sensore di coppia, dei mezzi sensori per rilevare un angolo di rotazione assoluta dell'albero attorno all'asse di rotazione, dei mezzi indicatori ottici per emettere segnali visibili ad un operatore e di una unità di controllo che controlla i mezzi indicatori ottici in risposta ai segnali ricevuti dal sensore di coppia e dai mezzi sensori dell'angolo di rotazione.

[0040] Il suddetto sensore di coppia comprende almeno una bobina 12 avvolta attorno all'asse di rotazione dell'albero 5 (in particolare attorno alla porzione 9 di estremità distale adiacente all'elemento di attacco).

[0041] I suddetti mezzi sensori dell'angolo di rotazione possono comprendere, come in questo esempio, una schiera di sensori di campo magnetico ambientale 13, a due o più assi, disposta solidale in rotazione con l'albero di uscita dell'utensile. Nel caso specifico sono mostrati due sensori 13 di campo magnetico ambientale disposti a 90° l'uno rispetto all'altro. I sensori 13 sono disposti su un medesimo piano ortogonale all'asse di rotazione. Tali sensori 13 potranno avere, in particolare, un range di misurazione di almeno /- 2 Gauss (idoneo per il campo magnetico terrestre). Tali sensori 13 potranno avere, più in particolare, un range di sensibilità assoluta di almeno /- 10 Gauss (per essere in grado di operare con eventuali campi magnetici interferenti). I sensori di campo magnetico 13 possono comprendere, ad esempio, sensori flux-gate, sensori ad effetto Hall, sensori magneto-resistivi, sensori a magneto-resistenza gigante, o altri sensori di campo magnetico.

[0042] I suddetti mezzi indicatori ottici possono comprendere uno o più LED 14 (in questo caso almeno due LED 14 disposti angolarmente distanziati tra loro, ad esempio due LED diametralmente opposti l'uno all'altro).

[0043] La suddetta unità di controllo può comprendere un modulo elettronico 15.

[0044] Il gruppo sensore, comprendente in questo caso la bobina 12, i sensori 13, i LED 14 e il modulo 15, può essere associato ad un corpo tubolare 16 che a sua volta può essere accoppiato (integralmente o in modo amovibile) attorno alla porzione di albero 11 (oppure attorno alla porzione 9 di estremità distale illustrata nelle figure 1 e 2).

[0045] Nel caso specifico il prolungamento di albero, al quale è stato associato il gruppo sensore, è provvisto di un'interfaccia meccanica quadra su entrambe le estremità, anche se è possibile prevedere altri tipi di interfacce.

[0046] Il prolungamento di albero, al quale è stato associato il gruppo sensore, è realizzato in un materiale ferro-magnetico e potrà essere, in particolare, temprato per ridurre al minimo l'assorbimento degli impulsi degli impatti rotativi e l'isteresi del segnale di torsione.

[0047] Nelle figure 5 e 6 è mostrato un possibile modo di accoppiare un gruppo sensore (ad esempio uguale al gruppo sensore mostrato nelle figure 3 e 4) all'estremità distale dell'albero. Sarà previsto un accoppiamento solidale in cui il gruppo sensore, in particolare la bobina (o le bobine), ruota insieme con l'albero 5 di uscita dell'utensile. Può essere previsto, in alternativa, un accoppiamento girevole in cui l'albero 5 ruota rispetto al gruppo sensore, in particolare rispetto alla bobina (o alle bobine), che in questo caso sarà associato alla carcassa 2.

[0048] Il sensore di coppia può comprendere almeno due bobine (come in figura 7) avvolte attorno all'asse di rotazione, in particolare attorno alla suddetta porzione 9 di estremità distale o alla porzione di albero il, in cui una bobina (bobina generatore 12a) opera come generatore di campo magnetico e l'altra bobina (bobina sensore 12b) opera come sensore di campo magnetico. La bobina generatore 12a sarà collegata (figura 8) ad un primo modulo 17 (elettronico) che comprende un driver e un generatore di segnale. La bobina sensore 12b sarà collegata ad un secondo modulo 18 (elettronico) per condizionare il segnale analogico (fornito dalla bobina sensore 12b) e per processarlo in modo da fornire un segnale di uscita 20. Il sensore di coppia sarà dotato di una alimentazione di energia 18 (elettrica), ad esempio una batteria.

[0049] I vari elementi sensori, i componenti elettronici, le uscite dei segnali e l'alimentazione di energia elettrica (batteria) potranno essere, ad esempio, montati attorno alla porzione di albero il (o alla porzione 9) ed inoltre potranno essere coperti da mezzi di protezione meccanica (non illustrati) per impedire danni, ad esempio se l'utensile viene buttato in terra.

[0050] Nelle figura da 9A a 9B sono illustrati alcuni esempi di possibili diverse disposizioni di bobine (bobine generatori 12a e bobine sensori 12b), avvolte attorno all'albero di rotazione (in particolare attorno alla porzione 9 di estremità distale o alla porzione di albero il) ed utilizzabili per realizzare il sensore di coppia (da impiegare ad esempio nel gruppo sensore delle figure 3 e 4).

[0051] L'unità di controllo è configurata per ricevere i segnali emessi dalla schiera di sensori 13 che rilevano l'angolo di rotazione dell'albero 5 e per controllare un attuatore (ad esempio i mezzi indicatori ottici e/o il motore di azionamento del martello 3 rotante) in base a questi segnali. Il controllo può comprendere, ad esempio, l'arresto del motore e/o l'accensione dei mezzi indicatori ottici. Il controllo può essere attivato, ad esempio, quando lo spostamento angolare dell'albero 5 per un singolo impatto diventa minore o uguale ad un valore di soglia.

[0052] L'unità di controllo può essere configurata per ricevere i segnali emessi dal sensore di coppia (ovverosia segnali indicativi del momento torcente sull'albero) e per determinare il raggiungimento di una situazione desiderata in base a questi segnali, per poi eventualmente attivare di conseguenza l'indicatore ottico (LED 14). La situazione desiderata può essere raggiunta, ad esempio, quando il momento torcente diventa maggiore o uguale ad un valore di soglia prestabilito e programmabile. L'unità di controllo è programmata per accendere l'indicatore ottico quando il processo di avvitamento è stato completato.

[0053] La posizione angolare assoluta dell'albero rotante, in particolare la sua posizione angolare in relazione al campo magnetico terrestre, al fine di determinare la rotazione effettiva del dispositivo esterno associato all'utensile, potrà essere calcolata, in modo specifico ma non esclusivo, con un algoritmo sin-cos (ad esempio arc-tan-2). Il campo rotazionale, che potrà non essere perfettamente simmetrico, può essere processato dall'unità di controllo, ad esempio con algoritmi di linearizzazione di tipo noto.

[0054] L'unità di controllo può essere configurata per determinare l'angolo di rotazione (angolo di rotazione in relazione al campo magnetico terrestre o ambientale) del gruppo sensore (e quindi dell'albero di uscita) al ricevimento del primo impulso torsionale dovuto all'impatto martello-incudine. Ad ogni successivo impulso torsionale il gruppo sensore e l'albero ruoteranno, cambiando in modo improvviso la posizione angolare, per cui i mezzi sensori dell'angolo di rotazione forniranno i segnali indicatori del cambio della posiziona angolare. L'unità di controllo sarà in grado di determinare la differenza tra la posizione angolare del gruppo sensore prima e dopo ogni impatto.

[0055] In figura 10 sono illustrati due diagrammi che mostrano - nel diagramma superiore - l'andamento della coppia sull'albero rotante ad ogni impatto in funzione del tempo (o del numero di impatti) e - nel diagramma inferiore -l'andamento dello spostamento angolare dell'albero ad ogni impatto in funzione del tempo (o del numero di impatti). Con linea tratteggiata verticale è illustrato un possibile momento in cui l'unità di controllo rileva il raggiungimento della situazione desiderata, momento che corrisponderà, in particolare, alla condizione di ottimale serraggio dell'organo di collegamento a vite.

[0056] L'unità di controllo può essere configurata per utilizzare i segnali ricevuti dal sensore di coppia in modo da determinare un valore di energia trasferita attraverso l'albero 5 mediante un calcolo di integrazione nel tempo dei valori del momento torcente. L'eventuale controllo dello/gli attuatore/i potrà quindi avvenire in base al suddetto valore di energia calcolato. Il calcolo di integrazione potrà tenere conto, ad ogni singolo impatto martello-incudine, di una pluralità di valori del momento torcente misurati e forniti dal sensore di coppia. In sostanza sarà possibile determinare l'energia effettivamente trasferita dall'albero rotante al dispositivo esterno mediante il calcolo dell'area definita dalla curva del momento torcente in funzione del tempo, come risulta chiaro dalla figura 11 in cui sono mostrati due esempi di impulsi ad impatto, a sinistra un impatto tipico e a destra un impatto a bassa energia. Le aree tratteggiate rappresentano, per ogni impatto, l'energia effettivamente trasferita attraverso l'albero rotante 5.

[0057] È possibile utilizzare diversi modi per calcolare l'area sottesa dalla curva del momento torcente per ogni impatto martello-incudine. È possibile, ad esempio, usare un convertitore analogico digitale (ADC) con una frequenza di campionamento di almeno 50.000 campionamenti al secondo o di almeno 100.000 campionamenti al secondo e quindi sommare ogni singola misura di segnali analogici qualificati. Se, ad esempio, il tempo di un singolo impulso ad impatto è di 1 millisecondo e la frequenza di campionamento è di 50.000 campionamenti al secondo, allora vi saranno 50 misure analogiche che potranno essere utilizzate (in particolare sommate) per ottenere il calcolo dell'area della superficie sottesa dalla curva del momento torcente.

[0058] In figura 12, il diagramma superiore mostra i valori di momento torcente misurati sull'albero durante un ciclo di lavoro dell'utensile 1, in cui il ciclo di lavoro comprende una serie di impatti martello-incudine, mentre il diagramma inferiore mostra, per lo stesso ciclo di lavoro, il valore cumulativo nel tempo dell'energia effettivamente trasferita attraverso l'albero di uscita 5 per effetto della serie di impatti martello-incudine.

[0059] L'unità di controllo può essere programmata per ricevere un valore di soglia Tmin del momento torcente (ad esempio un valore impostato dall'operatore e programmabile) e per eseguire il calcolo di integrazione senza considerare i valori del momento torcente inferiori a questo predeterminato valore di soglia Tmin. L'area calcolata sarà pertanto delimitata inferiormente da questo valore di soglia Tmin.

[0060] L'unità di controllo può essere programmata per ricevere un valore massimo Imax dell'intervallo di tempo per impatto e per eseguire il calcolo di integrazione senza considerare i valori misurati del momento torcente che, per ogni singolo impatto martello-incudine, restano al di fuori di un intervallo di tempo uguale a questo valore massimo Imax. Come nell'esempio di figura 13, l'intervallo massimo Imax potrà iniziare, per ogni impatto, nel momento in cui il valore della coppia supera il valore di soglia Tmin; eventuali valori di coppia che, nell'ambito dello stesso ciclo di impatto martello-incudine, pur superando il valore di soglia Tmin, sono rilevati dopo l'intervallo definito dal valore massimo Imax, non saranno considerati nel calcolo. L'unità di controllo è pertanto programmata per limitare il tempo di acquisizione dei dati del momento torcente per ogni impatto martello-incudine. Il tempo massimo disponibile è la larghezza di un singolo impulso di impatto. L'intervallo di tempo, per il quale i dati acquisiti vengono considerati nel calcolo, viene limitato (il limite essendo definito dal valore Imax) in particolare al fine di impedire che il "ringing" del segnale, ovverosia la sua oscillazione non desiderata, possa interferire con il calcolo della energia effettivamente trasferita attraverso l'albero.

[0061] L'unità di controllo può essere programmata per ricevere un valore di soglia dell'energia trasferita e per confrontare il valore di energia effettivamente accumulato con i vari impatti (dall'inizio dell'operazione eseguita con l'utensile, ad esempio, di avvitamento) e calcolato in tempo reale, per poi controllare l'utensile in risposta a tale confronto. È possibile, ad esempio, arrestare il motore e/o accendere i mezzi di segnalazione ottica quando l'energia realmente trasferita tramite l'albero di uscita raggiunge o supera il valore di soglia preimpostato.

[0062] Nelle figure 14 e 15 viene illustrato un modo alternativo di implementazione dei mezzi sensori per rilevare l'angolo di rotazione assoluto dell'albero, in cui un primo sensore 21 rileva un angolo di rotazione relativa tra l'albero 5 e la carcassa 2 e un secondo sensore 22 rileva l'angolo di rotazione assoluta, attorno all'asse di rotazione, della carcassa 2. L'unità di controllo sarà configurata in questo caso per determinare un angolo di rotazione assoluta dell'albero 5 attorno al suo asse di rotazione (che sarà corrispondente all'angolo di rotazione effettiva del dispositivo esterno posto in rotazione dall'utensile 1) in base ai segnali emessi dal primo sensore 21 e dal secondo sensore 22. In particolare l'angolo di rotazione assoluta dell'albero sarà uguale all'angolo di rotazione misurato dal primo sensore 21 meno l'angolo di rotazione misurato dal secondo sensore 22. In figura 14 è evidenziata con Fi la rotazione dell'albero 5 e con F2 la rotazione assoluta della carcassa 2 dovuta a manovre dell'operatore che tiene l'utensile m mano. II primo sensore 21 può comprendere, ad esempio, un sensore incrementale di posizione angolare. Il secondo sensore 22 può comprendere, ad esempio, una schiera di sensori di campo magnetico ambientale a due o più assi (analoghi ai sensori 13) associata alla carcassa 2.

[0063] In un esempio realizzativo non illustrato, i mezzi sensori che rilevano l'angolo di rotazione assoluta dell'albero comprendono (in aggiunta o in alternativa con i sensori di campo magnetico) un accelerometro operativamente associato con l'albero. Questo esempio può essere impiegato, ad esempio, in un ambiente ove sono presenti interferenze dovute a campi magnetici che possono disturbare il rilevamento da parte dei sensori di campo magnetico.

[0064] In un esempio realizzativo, un utensile ad impatto comprende un albero di uscita al quale è operativamente associato un sensore di momento torcente che è collegato ad una unità di controllo che è programmata per ricevere i valori di momento torcente misurati dal sensore, per calcolare l'energia totale trasmessa mediante l'albero di uscita nei diversi impatti con un calcolo integrale nel tempo del momento torcente, per confrontare l'energia totale calcolata con un prestabilito valore di soglia e per controllare l'utensile in base a tale confronto.

[0065] I mezzi sensori dell'angolo di rotazione assoluta dell'albero possono fornire indicazioni utili per determinare eventuali inconvenienti nel dispositivo esterno, come ad esempio un blocco dell'organo a vite (il dado della ruota) o un altro difetto nell'utensile e/o nel dispositivo esterno al quale è applicato l'utensile.

[0066] Il controllore digitale (disposto a bordo dell'utensile) potrà essere in grado di processare le misure in tempo reale effettuate da entrambi i sistemi di sensori (sensore di momento torcente dell'albero e sensore di angolo di rotazione assoluto dell'albero).

[0067] L'utensile ad impatto sopra descritto è un avvitatore, utilizzabile in particolare per il cambio delle ruote di un autoveicolo (ad esempio in gare automobilistiche o in officine di gommisti), o nel settore delle costruzioni, o in altri settori industriali. È possibile applicare gli insegnamenti sopra descritti a qualsiasi altra tipologia di utensile ad impatto con martello-incudine rotanti.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI Utensile ad impatto comprendente: un martello (3) rotante; - un'incudine (4) rotante azionabile in rotazione da detto martello (3) mediante una serie di impatti; - un albero (5) trascinabile in rotazione da detta incudine (4) attorno ad un asse di rotazione; - almeno un sensore di coppia per rilevare un momento torcente di detto albero (5); caratterizzato dal fatto di comprendere una unità di controllo configurata: per ricevere segnali emessi da detto almeno un sensore di coppia, i segnali ricevuti essendo indicativi di valori del momento torcente su detto albero (5); per determinare un valore di energia trasferita attraverso detto albero mediante un calcolo di integrazione nel tempo dei valori del momento torcente; e per controllare detto utensile in base a detto valore di energia trasferita. Utensile secondo la rivendicazione 1, in cui detto calcolo di integrazione tiene conto di una pluralità di valori del momento torcente misurati ad ogni singolo impatto tra detti martello (3) e incudine (4). Utensile secondo la rivendicazione 1 o 1, in cui detta unità di controllo è programmata per ricevere un valore minimo (Tmin) del momento torcente e per eseguire detto calcolo di integrazione senza considerare i valori del momento torcente inferiori a detto valore minimo. Utensile secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui detta unità di controllo è programmata per ricevere un valore massimo (Imax) dell'intervallo di tempo per impatto e per eseguire detto calcolo di integrazione senza considerare i valori misurati del momento torcente che, per ogni singolo impatto tra detti martello (3) e incudine (4), restano al di fuori di un intervallo di tempo uguale a detto valore massimo. Utensile secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui detta unità di controllo è configurata per confrontare detto valore di energia trasferito con un valore di riferimento e per controllare detto utensile in base a detto confronto. Utensile secondo la rivendicazione 5, in cui detta unità di controllo è configurata per arrestare detto motore quando l'energia trasferita diventa maggiore o uguale a detto valore di riferimento. Utensile secondo la rivendicazione 5 o 6, comprendente dei mezzi indicatori ottici controllati da detta unità di controllo in base a detto confronto. Utensile secondo la rivendicazione 7, in cui detti mezzi indicatori ottici comprendono due o più indicatori ottici (14) disposti attorno a detto asse di rotazione angolarmente distanziati tra loro. Utensile secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 8, in cui detto almeno un sensore di coppia comprende almeno due bobine (12a, 12b) avvolte attorno a detto asse di rotazione. 10 Utensile secondo la rivendicazione 9, in cui dette almeno due bobine (12a, 12b) sono configurate per operare l'una come generatore di campo magnetico e l'altra come sensore di campo magnetico.