SE1150615A1 - Transformator innefattande en kontaktlös signalanslutning - Google Patents

Abstract

: En förbättrad transformator (130) för användning i ettmotordrivet verktyg, vilket motordrivna verktyg (100)innefattar en stationär verktygskropp (100) och en axel(120) som är rörlig i förhållande till den nämnda krop-pen (110). Transformatorn (130) innefattar en stator(210) som är fast i förhållande till den nämnda kroppen(110) och innefattar en eller flera statorlindningar(216). Transformatorn (130) innefattar även en rotor(220) som är rörlig tillsammans med den nämnda axeln ochinnefattar en eller flera rotorlindningar (226). Ettmagnetfält B delas av nämnda en eller flera stator- ochrotorlindningar (216, 226) och används för att skapa enkontaktlös signalförbindelse mellan den nämnda kroppenoch minst en sensor på den nämnda axeln. Enligt den fö-religgande uppfinningen är statorn (210) och rotorn(220) anordnade för att bilda ett ömsesidigt geometrisktsamband så att den nämnda kontaktlösa signalförbindelsentillhandahålls för olika lägen i både en axiell riktning A och en rotationsriktning R för den nämnda axeln. Fig. 2c

Description

l5 20 25 30 En lösning är då att använda en eller flera sensorer som är belägna direkt på den utgående axeln.

För denna lösning krävs att excitationssignaler till och sensorsignaler från de sensorer, en eller flera, som är belägna på en under anordningens drift roterande axel i monteringsverktyget, kopplas mellan axeln och en kropp på monteringsverktyget för att det ska vara möjligt att utföra sådana mätningar. Dessa sensorsignaler härrör från en excitation som är baserad på excitationssigna- lerna. Excitationssignalerna kan vara till exempel mo- mentexcitationssignaler eller ultraljudexcitationssig- naler.

En sådan signalkopplingslösning är att använda släp- ringar för att koppla signalerna mellan axeln och krop- pen vid mätning av momentet. Användning av släpringar har dock nackdelen att släpringarna blir utslitna, till exempel på grund av friktionsbetingad förslitning, när de har använts under en tid. Dessutom kan användningen av släpringar begränsa den högsta tillåtliga rotations- hastigheten hos axeln.

En kontaktlös överföring av sensorsignalerna är därför att föredra. En sådan kan åstadkommas genom användning av en roterande transformator. En roterande transforma- tor är en transformator som är särskilt anordnad för koppling av signaler mellan två delar som roterar i för- hållande till varandra. Roterande transformatorer inne- fattar i allmänhet första och andra lindningar i skilda första respektive andra delar som inte är i fysisk kon- takt med varandra. Magnetiskt flöde tillhandahåller kopplingen mellan de första och andra delarna genom an- vändning av den ömsesidiga induktanskopplingsenergin mellan den första och den andra lindningen. En sådan roterande transformator är beskriven i korthet i 10 15 20 25 30 EP 0 502 748. I denna transformator är en trådtöjnings- givare applicerad direkt på huvudspindeln, det vill säga på axeln, och utsignalen från trådtöjningsgivaren till- handahålls av en roterande transformator som har en primärspole på huvudspindeln och sekundärspolen på verk- tygets hus.

De kända roterande transformatorerna som används för momentmätningar i ett fästelementverktyg har en kropp eller ett hus som är fast i förhållande till det förband som ska dras åt, har emellertid ett problem som består i att deras elektromagnetiska koppling mellan axeln och det fixerade verktygets kropp påverkas när fästelementet dras åt. Sedan fästelementet har roterat ett antal varv och därigenom rört sig nedåt i gängan går den roterande transformatorns signalkoppling förlorad, vilket natur- ligtvis är mycket ofördelaktigt, eftersom mätningen av det påförda vridmomentet och därmed bestämningen av klämkraften därigenom påverkas. Resultatet kan därigenom bli att en otillräcklig klämkraft pàförs på förbandet.

Detta kan allvarligt försämra tillförlitligheten hos förbandet och kan även medföra att förbandet skadas.

Uppfinningens syfte och viktigaste särdrag Ett ändamål med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla en transformator och ett förfarande som löser det ovan angivna problemet.

Den föreliggande uppfinningen syftar till att tillhan- dahålla en transformator och ett förfarande som är mer flexibla än de som hör till den kända bakgrundstekniken.

Detta ändamål uppnås med den ovan angivna transforma- torn enligt den kännetecknande delen av patentkrav 1.

Detta ändamål uppnås också med förfarandet enligt den kännetecknande delen av patentkrav 18. lO 15 20 25 30 Transformatorn och förfarandet enligt den föreliggande uppfinningen kännetecknas av att en kontaktlös signal- förbindelse tillhandahålls av transformatorn och att den kontaktlösa signalförbindelsen kan hantera både rota- tions- och axialrörelser hos åtdragningsverktygets axel.

Denna flexibla signalförbindelse, som tillhandahåller en kontaktlös sensorsignalförbindelse även när ett fästele- ment rör sig nedför gängan, uppnås genom den geometriska beskaffenheten hos transformatorns stator och rotor.

Statorn och rotorn är sålunda bildade och anordnade att ha ett ömsesidigt geometriskt samband som gör det möj- ligt för axeln att även röra sig i den axiella rikt- ningen utan att det drabbar överföringen av excitations- och sensorsignalerna.

Därigenom tillhandahålls en tillförlitlig transforma- tor som håller sin signalförbindelse intakt under vä- sentligen alla slags rörelser hos axeln i förhållande till verktygskroppen. Verktyget kan därigenom användas flexibelt i ett stort antal situationer, inbegripet fixering av verktyget, detta utan risk för förlust av signalförbindelsen på grund av axiell rörelse hos axeln.

Därigenom tillhandahålls en mer robust bestämning av klämkraften.

I en utföringsform av den föreliggande uppfinningen innefattar det ömsesidiga geometriska sambandet en geo- metrisk relation mellan minst en del av statorn och minst en del av rotorn, varvid denna geometriska rela- tion är väsentligen oförändrad under såväl rotations- rörelse som axiell rörelse hos axeln.

Denna geometriska relation utgörs i en utföringsform av uppfinningen av ett ömsesidigt avstånd mellan nämnda minst en del av statorn och nämnda minst en del av ro- torn. Vid användning av transformatorn finns sålunda ett lO 15 20 25 30 avstånd mellan statorn och rotorn vilket är oförändrat när axeln roterar och även när axeln förskjuts axiellt, till exempel till följd av åtdragning av ett fästele- ment, exempelvis en mutter. Därigenom är transformatorns signalförbindelse gjord tillförlitlig och flexibel med avseende på alla slag av rörelser för en axel i till exempel ett monteringsverktyg för fästelement.

I en utföringsform av uppfinningen är statorn utformad för att ha en ettstegig invändig sargyta och är rotorn utformad för att ha en ettstegig utvändig sargyta. Dessa ettstegiga sargytor gör axiell rörelse hos axeln möjlig, och de bildar också tillsammans det geometriska samban- det som är oförändrat under denna axiella rörelse, vari- genom signalförbindelsen tillhandahålls tillförlitligt.

I en utföringsform av den föreliggande uppfinningen är åtminstone endera av statorn och rotorn avskärmad åtmin- stone till en del. Avskärmningsmedlet är här applicerat på åtminstone en del av minst en vägg som avgränsar en luftficka mellan statorn och rotorn. Härigenom är läck- flödet över luftfickan kraftigt reducerat, vilket för- bättrar transformatorfunktionen.

I en utföringsform av uppfinningen används transfor- matorn för överföring av excitationsignaler och sensor- signaler för en ultraljudsensor. För ultraljudsensorer är det viktigt att kontakten mellan ultraljudsensorn och fästelementet inte förloras. Den föreliggande uppfin- ningen är därför särskilt tillämplig för användning av ultraljudsensorer, eftersom axiell axelrörelse utan för- lust av signalförbindelse är möjlig tack vare uppfin- ningen.

Utförliga exemplifierande utföringsformer av och för- delar med transformatorn och förfarandet enligt uppfin- ningen kommer nu att beskrivas med hänvisning till de 10 15 20 25 30 bifogade ritningsfigurerna, som visar några föredragna utföringsformer.

Kort beskrivning av ritningsfigurerna Fig. 1 visar ett fästelementverktyg.

Fig. 2a visar en stator enligt den föreliggande upp- finningen.

Fig. 2b visar en rotor enligt den föreliggande upp- finningen.

Fig. 2c visar en stator och en rotor som är samman- satta i enlighet med den föreliggande uppfinningen.

Utförlig beskrivning av föredragna utföringsformer Fig. 1 visar schematiskt ett fästelementverktyg 100. I denna figur är endast delar som är väsentliga för upp- finningens funktion visade. Andra särdrag hos fästele- mentverktyget 100, till exempel handtag, kraftförsörj- ningskablar eller batterier, den elektriska motorn, kuggväxelutrustning och den fattning som håller fäst- elementet är, såsom fackmannen inser, också inkluderade i fästelementverktyget.

Fästelementverktyget 100 har en verktygskropp 110 och en axel/spindel 120, som är rörlig i förhållande till verktygskroppen. Under användningen utför axeln 120 en rotationsrörelse i förhållande till verktygskroppen 110, till exempel när ett fästelement, exempelvis en mutter, dras åt. Verktyget innefattar också en transformator 130 som tillhandahåller en sensorsignalförbindelse mellan axeln 120 och verktygskroppen 110 på fästelementverkty- get 100. Sålunda tar sensorer anordnade på axeln 120 emot excitationssignaler, till exempel momentexcita- tionssignaler, eller ultraljudexcitationssignaler som av transformatorn 130 överförs från verktygskroppen 110 10 15 20 25 30 till axeln 120. Närmare bestämt är en styrenhet, som är inkluderad i verktygskroppen 110, kopplad till transfor- matorn 130. Styrenheten matar transformatorn 130 med ex- citationssignaler. Styrenheten kan också vara extern i förhållande till verktyget 100 och vara ansluten till verktygskroppen och/eller transformatorn 130 med en lämplig anslutning, till exempel en kabel eller en tråd- lös anslutning.

Transformatorn 130 överför också sensormomentsignaler från axeln 120 till verktygskroppen 110. Transformatorn 130 är även kopplad till en eller flera sensorer som är anordnade på axeln 120. Styrenheten, som är inkluderad i verktygskroppen 110 på verktyget tar sålunda emot sen- sormomentsignaler som via transformatorn 130 tillhanda- hålls av sensorerna. Dessa sensormomentsignaler är base- rade på excitationssignalerna.

Enligt den föreliggande uppfinningen innefattar trans- formatorn 130 en stator, som är fast i förhållande till och inkluderad i verktygskroppen 110 på fästelementverk- tyget 100, och en rotor, som är rörlig tillsammans med axeln 120. När axeln 120 roterar, roterar rotorn sålunda tillsammans med axeln.

Statorn 210 och rotorn 220 enligt den föreliggande uppfinningen är visade i Fig. 2a respektive Fig. 2b.

Statorn 210 och rotorn 220 är i enlighet med den före- liggande uppfinningen anordnade på ett sådant sätt att de har ett geometriskt samband mellan sig när de är hop- satta, vilket medger att en kontaktlös signalförbindelse föreligger när axeln 120 utför en rotationsrörelse i förhållande till verktygskroppen 110 och även när axeln 120 utför en axiell rörelse i förhållande till verktygs- kroppen 110. Statorn 210 och rotorn 220 har sålunda ett ömsesidigt geometriskt samband, det vill säga de har 10 15 20 25 30 vardera en form och är i användning relaterade till var- andra på ett sådant sätt att signalförbindelsen hålls intakt även när en axiell rörelse hos axeln 120 före- kommer. Detta förklaras mer detaljerat nedan i samband med Fig. 2a till 2c.

Statorn 210 är väsentligen rörformig med en utvändig perifer diameter 211, som är väsentligen densamma över hela längden 212 på statorn 210. Vidare har statorn 210 en invändig första diameter 213 över en första del av statorn med en första längd 214 och en invändig andra diameter 215 över en andra del av statorn, varvid den invändiga första diametern 213 är mindre än den invän- diga andra diametern 215. Med andra ord är statorn 210 väsentligen rörformig med en invändig yta som uppvisar ett steg, det vill säga den har en första del med en invändig första diameter 213 som är mindre än den in- vändiga andra diametern 215 på den andra delen av sta- torn 210. Sålunda har statorn 210 en invändig yta inne- hållande en sarg.

Rotorn 220 är också väsentligen rörformig med en in- vändig diameter 221 som är väsentligen densamma över he- la längden 222 på rotorn 220. Rotorn 220 har vidare en utvändig första diameter 223 över en första del av sta- torn och en utvändig andra diameter 225 över en andra del av rotorn med en andra längd 224, varvid den utvän- diga första diametern 223 är mindre än den utvändiga andra diametern 225. Rotorn 220 är sålunda väsentligen rörformig med en utvändig yta som har ett steg, det vill säga den har en första del som har en utvändig första diameter 223, vilken är mindre än den utvändiga andra diametern 225 på den andra delen av statorn 210. Med andra ord har rotorn 220 en utvändig yta innehållande en sarg. 10 15 20 25 30 Vidare är den utvändiga första diametern 223 på rotorn 220 mindre än den invändiga första diametern 213 på sta- torn och är den utvändiga andra diametern 225 på rotorn 220 mindre än den invändiga andra diametern 215 på ro- torn 220 mindre än invändiga andra diametern 215 på sta- torn. Rotorn 220 kan således föras in i statorn 210. När statorn 210 och rotorn 220 är hopsatta på detta sätt, det vill säga med rotorn insatt i statorn, är luftgap bildade mellan de första delarna av rotorn och statorn respektive mellan de andra delarna av rotorn och sta- torn. Sålunda är luftgapen, som har första och andra av- stånd eller bredder 231 respektive 232 här radiellt be- gränsade av den andra (större) utvändiga diametern 225 på rotorn 220 och den andra (större) invändiga diametern 215 på statorn 210, och av den första (mindre) utvändiga diametern 223 på rotorn 220 respektive den första (mind- re) invändiga diametern 213 på statorn 210, såsom kommer att beskrivas nedan.

Fig. 2c är en schematisk sektionsvy i längdsnitt av en del av statorn 210 och en del av rotorn 220 i använd- ning, det vill säga när de är sammansatta i transforma- torn, så att rotorn 220 är införd i statorn 210. I Fig. 2 visas tydligt att den invändiga ettstegiga sargytan på statorn 210 och den utvändiga ettstegiga sargytan på ro- torn 220 tillsammans bildar ett ömsesidigt geometriskt samband mellan statorn 210 och rotorn 220. Sålunda bil- dar de invändiga första och andra diametrarna 213 resp. 215 på statorn 210 och de utvändiga andra diametrarna 223 resp. 225 på rotorn 220 tillsammans detta ömsesidiga geometriska samband. De invändiga första och andra dia- metrarna 213 resp. 215 på statorn 210 och de utvändiga första och andra diametrarna 223 resp. 225 på rotorn 220 bildar sålunda tillsammans första och andra diametrar 10 15 20 25 30 10 231 resp. 232 ömsesidiga avstånd mellan de första resp. andra delarna av statorn 210 resp. rotorn 220. Fig. 2c visar också nämnda en eller flera statorlindningar 216 och nämnda en eller en eller flera rotorlindningar 226.

I en utföringsform av uppfinningen innefattar det öm- sesidiga geometriska sambandet minst ett av dessa första och andra ömsesidiga avstånd 231 och 232 ömsesidiga av- stånd mellan statorn 210 resp. rotorn 220. Det geomet- riska sambandet är sålunda bildat mellan minst en del av statorn 210 och minst en del av rotorn 220. Detta öm- sesidiga samband är väsentligen oförändrat när axeln 120 rör sig i rotationsled och, upp till en förutbestämd sträcka L, även i axiell riktning A.

Detta kan lätt inses av Fig. 2c, av vilken det framgår klart att de första och andra ömsesidiga avstånden 231 resp. 232 inte förändras när statorn 210 och rotorn 220 roterar i förhållande till varandra. Det visas också klart att de första och andra ömsesidiga avstånden 231 resp. 232 inte ändras när statorn 210 och rotorn 220 rör sig i den axiella riktningen A i förhållande till varan- dra så länge den axiella rörelsen är kortare än en för- utbestämd längd L. Här beror längden L sålunda av den första längden 214 på den första delen av statorn och på den andra längden 224 av den andra delen av rotorn. Som framgår av Fig. 2c hålls de första och andra ömsesidiga avstånden 231 och 232 oförändrade endast till dess att en axiell rörelse svarande mot den kortare av den första längden 214 på statorn och den andra längden 224 på rotorn har nåtts. Eftersom den första längden 214 på statorn är kortare än den andra längden 224 på rotorn i det inte begränsande exempel som är visat i Fig. 2c, svarar längden L här mot den första längden 214 på sta- torn. 10 15 20 25 30 ll I en utföringsform av den föreliggande uppfinningen är den förutbestämda längden L större än en minsta längd Lmm. Sålunda är här den kortare av den första längden 214 på statorn och den andra längden 224 på rotorn läng- re än den minsta längden Iwflp I en utföringsform svarar den minsta längden Iwm mot en längd som fästelementet ska dras åt för åtdragning av ett förband. I vanliga fall svarar den minsta längden Lam mot en längd på gängorna på en skruv eller bult som ska dras åt med hjälp av verktyget, så att skruven eller bulten kan dras åt på ett säkert sätt.

I en utföringsform är den minsta längden Lmm relaterad till den axiella längden på den roterande transforma- torn. Den minsta längden LMM är sålunda relaterad till hela längden 212 på statorn 210 eller till hela längden 222 på rotorn 220. Med andra ord är den första längden 214 på den första delen av statorn relaterad till hela längden 212 på statorn 210, och den andra längden 224 på den andra delen av rotorn 220 är relaterad till hela längden 222 på rotorn 220.

Mer bestämt svarar i en utföringsform den minsta läng- den Imm mot 30 till 60 % och företrädesvis mot 45 till 50 % av hela längden 212 på statorn 210 och/eller mot 30 till 60 % och företrädesvis mot 45 till 50 % av hela längden 222 på rotorn 220. Om den första längden 214 på statorn är kortare än den andra längden 224 på rotorn, är sålunda den första längden 214 på statorn 30 till 60 % och företrädesvis 45 till 50 %, av hela längden 212 på statorn. På motsvarande sätt är, om den andra längden 224 på den andra delen av rotorn är kortare än den för- sta längden 214 på den första delen av statorn, den and- ra längden 224 på den andra delen av rotorn 30 till 60 % och företrädesvis 45 till 50 % av hela längden 222 på 10 15 20 25 30 12 rotorn 220. Med andra ord har den invändiga ytan på sta-- torn 210 och den utvändiga ytan på rotorn 220 var sin ettstegiga sarg belägen vid 30 till 60 % och företrädes- vis 45 till 5O % av hela längden 212, 222 på statorn resp. rotorn. Den invändiga ytan på den ettstegiga sar- gen på statorn 210 och den utvändiga ytan på den ettste- giga sargen på rotorn 220 bildar då tillsammans det öm- sesidiga geometriska sambandet mellan statorn 210 och rotorn 220.

Den minsta längden I¶n,kan typiskt sett vara ett antal centimeter, nämligen 1 till 20 centimeter, företrädesvis 3 till 15 centimeter, så att ett fästelement kan dras åt helt utan att den kontaktlösa signalförbindelsen blir avbruten.

En luftficka 233 är bildad mellan statorn 210 och ro- torn 220 när dessa är sammanförda. Den axiella längden Lnr på luftfickan 233 begränsas axiellt av den första längden 214 pà den första delen av statorn och av den andra längden 224 på rotorn, det vill säga av stegen/ sargarna på statorn 210 resp. rotorn 220. I en utfö- ringsform av uppfinningen svarar längden på luftfickan Liu mot 5 till 10 % och företrädesvis 6 till 7 % av hela längden 212 på statorn, och/eller 5 till 10 %, företrä- desvis 6 till 7 %, av hela längden 222 på rotorn.

Statorn 210 och rotorn 220, som har de ovan beskrivna formerna och är hopförda, medför sålunda att ett ömsesi- digt geometriskt samband är bildat mellan dem på ett så- dant sätt att ett magnetfält B, som delas av stator- och rotorlindningarna 216 resp. 226, kan användas som en kontaktlös signalförbindelse som tillhandahåller en för- bindelse under såväl rotations- som axiell rörelse hos verktygets axel. Detta är mycket fördelaktigt, till exempel i situationer där verktyget är fast anordnat. 10 15 20 25 30 13 Statorlindningarna 216 är anordnade på insidan av den andra delen av statorn och är vända mot utsidan på den första delen av rotorn. Med andra ord är statorlind- ningarna 216 anordnade på den invändiga andra diametern 215 på statorn 210.

Rotorlindningarna 226 är anordnade på utsidan av den första delen av rotorn och vända mot insidan på den and- ra delen av statorn. Med andra ord är rotorlindningarna 226 anordnade på den utvändiga första diametern 223 på rotorn 220.

Statorlindningarna 216 och rotorlindningarna 226 är sålunda så anordnade, att de är vända mot luftfickan 233 som är bildad mellan statorn 210 och rotorn 220. Luft- fickan 233 är här begränsad radiellt av den utvändiga första (mindre) diametern 223 på rotorn 220 och av den invändiga andra (större) diametern 215 på statorn 210.

Magnetfältet B tillhandahåller här kopplingen mellan statorn 210 och rotorn 220 genom användning av den ömse- sidiga induktanskopplingsenergin mellan stator- och ro- torlindningarna 216, 226. Den elektriska energin som ap- pliceras på statorlindningarna 216 kommer sålunda att väsentligen omedelbart överföras till rotorlindningarna 226. På motsvarande sätt kommer elektrisk energi som ap- pliceras på rotorlindningarna 226 att väsentligen ome- delbart överföras till statorlindningarna 216.

Härigenom skapas den kontaktlösa signalförbindelsen mellan statorn 210 och rotorn 220 och därmed även mellan verktygskroppen 110 och nämnda minst en sensor som är anordnad på axeln 120 i det motordrivna verktyget 100.

Denna signalförbindelse används för överföring av exci- tationssignalerna från statorn 210 till rotorn 220 och sensorsignalerna från rotorn 220 till statorn 210. 10 15 20 25 30 14 Härigenom kan minst en sensor som är anordnad på axeln 120 tillhandahålla en sensorsignal som är relaterad till, exempelvis proportionell mot, ett vridmoment som axeln utövar på till exempel ett fästelement, exempelvis en mutter, som den är i ingrepp med, till verktygskrop- pen via transformatorn. En styrenhet kan vara inkluderad i verktygskroppen eller utanpå verktyget, och kan vara anordnad att ta emot de signaler som överförs av trans- formatorn.

I en utföringsform av den föreliggande uppfinningen bildar åtminstone ettdera av de första och andra ömsesi- diga avstånden 231 resp. 232 ett luftgap mellan statorn 210 och rotorn 220. Det geometriska sambandet utgörs här sålunda av ett luftgapsavstånd mellan åtminstone en del av statorn 210 och åtminstone en del av rotorn 220.

Bredderna på dessa luftgap 231, 232 är, såsom har be- skrivits ovan, konstant, det vill säga oförändrat under rotationsrörelse R och axiell rörelse A hos axeln 120.

Som har angivits ovan är i en utföringsform åtminstone en ultraljudsensor anordnad på axeln 120. De en eller flera ultraljudsensorerna exciteras här av en excita- tionssignal som tillhandahålls axeln 120 av transforma- torn 200. Nämnda minst en ultraljudsensor, som kan in- nefatta ett piezoelektriskt element, måste vara i kon- takt med den externa del som axeln är i ingrepp med, till exempel ett fästelement, för att vara i stånd att detektera påkänningen på den externa delen och därmed den klämkraft som tillhandahålls. När ultraljudsensorer används är det därför mycket viktigt att ingen förlust av kontakt inträffar mellan sensorn och den externa de- len. Det är därför mycket fördelaktigt att använda den föreliggande uppfinningen när ultraljudsensorer används, eftersom verktställandet av den kontaktlösa signalför- 10 15 20 25 30 15 bindelsen är garanterad även under axiell rörelse hos axeln 120.

I en utföringsform av uppfinningen är åtminstone ett skärmningsmedel 217, 227 anordnat på åtminstone endera av statorn 210 och rotorn 220. Detta minst ett skärm- ningsmedel 217, 227 är anordnat på minst en vägg som av- gränsar den ovan nämnda luftfickan 233 som är bildad mellan statorn 210 och rotorn 220. Nämnda minst ett skärmningsmedel 217, 227 är företrädesvis anordnat på en eller flera av den utvändiga första diametern 223 på ro- torn 220 och den invändiga andra diametern 215 på sta- torn 210.

I transformatorn 200 är det önskade magnetiska flödet det magnetiska flöde som går genom luftgapen på de för- sta och andra ömsesidiga avstånden 231, 232 mellan sta- torn 210 och rotorn 220. Det finns emellertid i allmän- het även ett läckflöde som går genom luftflödesfickan 233 mellan statorn 210 och rotorn 220. Genom avskärmning av en eller flera av statorn 210 och rotorn 220 i denna utföringsform av den föreliggande uppfinningen reduceras detta inte önskade läckflöde, vilket är fördelaktigt ef- tersom det resulterar i en effektivare transformator- funktion.

Avskärmningsmedlen 217, 227 är i en utföringsform gjorda av metall, till exempel koppar, eller en annan metall som har lämpliga skärmningsegenskaper.

I enlighet med en aspekt av den föreliggande uppfin- ningen presenteras ett förfarande för tillhandahållande av en kontaktlös signalförbindelse för ett verktyg 100.

Verktyget 100 innefattar en verktygskropp 110 och en axel 120 som är rörlig i förhållande till kroppen 110 såsom har beskrivits ovan. En transformator 130, 200 som används innefattar en stator 210 som är fast i förhål- 10 15 20 16 lande till verktygskroppen 110, och en rotor 220, som är rörlig tillsammans med axeln 120, vilka båda innefattar en eller flera lindningar 216, 226. Ett magnetfält B som delas av dessa lindningar används för skapande av en kontaktlös signalförbindelse mellan verktygskroppen 110 och minst en sensor på axeln 120. I enlighet med förfa- randet enligt uppfinningen bildas ett ömsesidig geomet- riskt förhållande mellan statorn 210 och rotorn 220 ge- nom formerna och den ömsesidiga hoppassningen av statorn 210 och rotorn 220 på ett sådant sätt att den kontaktlö- sa signalförbindelsen hålls intakt för både skild axial- och rotationsrörelse hos axeln 120.

Transformatorn och förfarandet enligt uppfinningen kan av fackmannen modifieras i förhållande till de ovan be- skrivna exemplifierande utföringsformerna.

Som är uppenbart för fackmannen kan ett antal andra tillämpningar, modifikationer, variationer och/eller tillägg till de ovan beskrivna exemplifierande utfö- ringsformerna göras. Att märka är att uppfinningen in- nefattar alla sådana andra tillämpningar, modifikatio- ner, variationer och/eller tillägg som faller inom pa- tentkravens omfattning.

Claims (18)

10 15 20 25 30 17 Patentkrav:

1. En transformator (130, 200) för användning i ett motordrivet verktyg (100) som innefattar en stationär verktygskropp (110) och en axel (120) som har minst en sensor och är rörlig i förhållande till den nämnda verk- tygskroppen (110), vilken transformator (130, 200) inne- fattar: - en stator (210) som är fast i förhållande till den nämnda verktygskroppen (110) och innefattar en eller flera statorlindningar (216), och - en rotor (220) som är rörlig tillsammans med den nämn- da axeln (120) och innefattar en eller flera rotorlind- ningar (226), varvid - ett magnetfält B delas av nämnda en eller flera sta- torlindningar (226) och nämnda en eller flera rotorlind- ningar och används för att skapa en kontaktlös signal- förbindelse mellan den nämnda verktygskroppen (110) och nämnda minst en sensor på den nämnda axeln, kännetecknad av att den nämnda statorn (210) och den nämnda rotorn (220) är anordnade för att bilda ett ömsesidigt geomet- riskt samband som är sådant att den nämnda kontaktlösa signalförbindelsen tillhandahålls för olika positioner i både en axiell riktning A och en rotationsriktning R hos den nämnda axeln.

2. Transformator (130, 200) enligt patentkrav 1, i vilken det nämnda magnetfältet B är anordnat att föra: - en excitationssignal från den nämnda statorn (210) till den nämnda rotorn (220); och - en sensorsignal från den nämnda rotorn (220) till den nämnda statorn (210), varvid den nämnda sensorsignalen 10 15 20 25 18 är resultatet av en excitation baserad på den nämnda ex- citationssignalen.

3. Transformator (130, 200) enligt patentkrav 2, i vilken den nämnda excitationssignalen är en ultraljudsignal.

4. Transformator (130, 200) enligt patentkrav 2, i vilken den nämnda excitationssignalen är en signal som är pro- portionell mot ett vridmoment som det nämnda motordrivna verktyget utövar på ett fästelement.

5. Transformator (130, 299) enligt vilket som helst av patentkrav 1 till 4, i vilken det nämnda geometriska sambandet är ett geometriskt samband mellan minst en del av den nämnda statorn (210) och minst en del av den nämnda rotorn (220) och är väsentligen oförändrat av en rörelse hos den nämnda axeln fram till en förutbestämd längd L i den nämnda axiella riktningen A.

6.Transformator (130, 200) enligt patentkrav 5, i vilken det nämnda ömsesidiga geometriska sambandet är ett av- stånd (231, 232) över ett luftgap mellan minst en del av den nämnda statorn (210) och minst en del av den nämnda rotorn (220).

7. Transformator (130, 200) enligt patentkrav 5, i vilken den nämnda förutbestämda längden L är större än en min- sta längd Iwm motsvarande en längd som fästelementet ska dras åt för åtdragning av ett förband.

8. Transformator (130, 200) enligt vilket som helst av patentkrav 1 till 7, i vilken den nämnda statorn är ut- formad för att ha en invändig sargyta och den nämnda ro- torn (220) är utformad för att ha en utvändig sarg- yta. 10 15 20 25 30 19

9. Transformator (139, 200) vilket som helst av patent- krav 1 till 8, i vilken minst endera av den nämnda sta- torn (210) och den nämnda rotorn (220) är åtminstone delvis försedd med skärmningsmedel (217, 227) för re- ducering av ett läckflöde mellan den nämnda statorn (210) och den nämnda rotorn (220).

10. Transformator enligt patentkrav 9, i vilken det nämnda skärmningsmedlet (217, 227) är anordnat på minst en del av minst en vägg på minst endera av den nämnda statorn (210) och den nämnda rotorn (220), varvid nämnda minst en del av nämnda minst en vägg åtminstone delvis avgränsar en luftficka (233) som är bildad mellan den nämnda statorn (210) och den nämnda rotorn (220).

11. Transformator (130, 200) enligt vilket som helst av patentkrav 1 till 10, i vilken den nämnda signalför- bindelsen är en elektrisk signalförbindelse.

12. Ett motordrivet verktyg (100) innefattande en sta- tionär kropp (110) och en axel (120) som är rörlig i förhållande till den nämnda kroppen, kännetecknad av - en transformator (130, 200) enligt vilket som helst av patentkrav 1 till 11.

13. Motordrivet verktyg enligt patentkrav 12, i vilket den nämnda axeln (120) innefattar minst en momentsensor, vilken momentsensor är anordnad för att tillhandahålla en sensorsignal som är proportionell mot ett moment som den nämnda axeln är anordnad att utöva på en extern del med vilken den nämnda axeln är i ingrepp.

14. Motordrivet verktyg enligt patentkrav 13, i vilket nämnda minst en momentsensor exciteras av en excita- tionssignal som överförs till den nämnda momentsensorn 10 15 20 25 30 20 med användning av den nämnda kontaktlösa signalförbin- delsen.

15. Motordrivet verktyg enligt patentkrav 12, i vilket den nämnda axeln (120) innefattar minst en ultraljudsen- sor, vilken är anordnad för att tillhandahålla en sen- sorsignal som är proportionell mot en klämbelastning ut- övad på delar som kläms medelst ett fästelement.

16. Motordrivet verktyg (100) enligt patentkrav 15, i vilket nämnda minst en ultraljudsensor exciteras av en excitationssignal som överförs till den nämnda ultra- ljudsensorn med användning av den nämnda kontaktlösa signalförbindelsen.

17. Motordrivet verktyg (100) enligt vilket som helst av patentkrav 12 till 16, varvid det nämnda motordrivna verktyget (100) är ett verktyg för montering av fästele- ment.

18. Förfarande för tillhandahållande av en kontaktlös signalförbindelse för ett motordrivet verktyg (100), in- nefattande en stationär kropp (110) och en axel (120) som har minst en sensor och är rörlig i förhållande till den nämnda kroppen (110), vilket förfarande utnyttjar en transformator (130, 200) som är fast i förhållande till den nämnda kroppen (110) och innefattar en eller flera statorlindningar (216), och en rotor (220) som är rörlig tillsammans med den nämnda axeln (120) och innefattar en eller flera rotorlindningar (226), för skapande av en kontaktlös signalförbindelse mellan den nämnda kroppen (110) och nämnda minst en sensor på den nämnda axeln (120) genom användning av ett magnetiskt fält B som de- las av nämnda en eller flera statorlindningar (216) och 21 nämnda en eller flera rotorlindningar (226), känne- tecknat av: - bildande av ett ömsesidigt geometriskt samband mellan den nämnda statorn (210) och den nämnda rotorn (220) så att den nämnda kontaktlösa signalförbindelsen tillhanda- hålls för olika lägen i både en axiell riktning A och en rotationsriktning R hos den nämnda axeln (110).