SE1250624A1 - Bärbart verktyg med trådlös mätvärdesöverföring ung - Google Patents

Abstract

16 Sammanfattning Barbart verktyg (1), sarskilt skruvverktyg (1) med en elmotorisk drift (6) och en runt en given axel roterbar utgaende drivkropp (4), med en registreringsanordning (2), vilken atminstone registrerar ett fysikaliskt matvarde, som är karaktaristiskt for det utgaende drivfOrloppet med den utgaende drivkroppen (4) och med en Overfbringsanordning (10), vilken Overt& den fysikaliska parametern bertiringsfritt fran ett roterande omrade pa verktyget till ett staende omrade (54, 56) pa verktyget (1), varvid Overforingsanordningen (10) uppvisar en rotorspole (12) och en statorspole (14) och rotorspolen (12) roterar gentemot statorspolen (14). I enlighet med uppfinningen är statorspolen (14) utfOrd utan barare i ett omrade mellan statorspolen (14) och rotorspolen (12). (Fig. 1)

Description

Barbart verktyg med tradlOs matvardesoverforing Beskrivning 10 Foreliggande uppfinning avser ett barbart verktyg och sarskilt ett barbart skruvverktyg. Sadana barbara verktyg ar sedan lange kanda fran teknikens standpunkt, exempelvis i form av handskruvdragare, sladdlOsa skruvdragare eller aven handborrar. lnom teknikens standpunkt ar likaledes sadana verktyg kanda, vilka uppvisar en tradlOs matsignalsOverfOring, exempelvis Overforingen av uppmatta vridmomentdata, fran ett roterande omrade pa verktyget till ett staende omrade pa verktyget. Sa beskriver EP 2 246 680 A2 ett elverktyg med en beroringsfri vridmomentmat- anordning och ett fOrfarande for matning av vridmomentet hos ett elverktyg. Darvid ar en fOrsta spole ombesitirjd samt en vid drivaxeln eller motoraxeln anordnad andra spole, vilken ar kopplad med en vridmomentsensor.

Darmed tillater denna anordning en beroringsfri signalOverforing, som anvands i matvardesgivare for stationara verktyg. Denna slags signaloverfOring har emellertid i 2 den nackdelen aft den tar relativt stort utrymme i ansprak och darfor snarare ar olamplig fOr barbara apparater. Dessutom fordrar sadana overfOringsanordningar aven mycket stabila lageranordningar fOr aft kunna uppratthalla den mycket ringa spalten mellan de bada ovan namnda spolarna aven under belastning, narmare bestamt for aft aven i drift undvika en kontakt mellan de 'Dada spolarna.

FOreliggande uppfinning ligger darfor till grund for uppgiften att stalla ett barbart verktyg till fOrfogande, vilket tillater en 'NeffOring av matvarden, som exempelvis vridmomentdata.

Dessa uppgifter lOses genom foremalen for de oberoende kraven. FOrdelaktiga utfaringsformer och vidarebildningar ar fOrernal fOr underkraven.

Eft barbart verktyg i enlighet med uppfinningen och sarskilt ett skruwerktyg uppvisar en elmotorisk drift saval som en runt en given axel roterbar utgaende drivkropp, som sarskilt är till for aft genomfOra en arbetsprocess. Vidare uppvisar verktyget en registreringsanordning, vilken atminstone registrerar en fysikalisk parameter (respektive ett matvarde), som är karaktaristisk for denna utgaende drivprocess med den utgaende drivkroppen saval som en Overforingsanordning, vilken overfor den fysikaliska parametern respektive en for denna parameter karaktaristisk signal beroringsfritt respektive tradlOst fran ett roterande omrade pa verktyget till ett staende omrade pa verktyget. !Arvid uppvisar denna Overforingsanordning en rotorspole och en statorspole, varvid rotorspolen roterar gentemot statorspolen.

I enlighet med uppfinningen är statorspolen utford utan barare i ett omrade mellan 3 statorspolen och rotorspolen.

Det foreslas daft all for statorspolen respektive den i allmanhet radiellt avseende en rotationsaxel pa utsidan anordnade spolen satta in en sá kallad statorlas spole.

Denna statorlasa spole, som aven kan kallas luftspole, är har till for den beroringsfria signalaverfaringen.

Vid den ovan namnda utgaende drivkroppen kan exempelvis ett huvud, som exempelvis ett skruvhuvud, vara anordnat. Med en bararfri ufformning av spolen menas sarskilt aft ingen barare finns, som bar spolen fran den radiella insidan.

Genom avsaknaden av en sadan barare är det majligt all forstora avstandet mellan de !pada spolarna, som anvands till beraringsfri signaloverforing. Pa detta satt kan processakerheten, sarskilt far anvandningen av ackumulator- eller natdelsdrivna verktyg far den mobila skruvtekniken farbattras. Genom bortfallet av den ovan namnda spolbararen for statorspolen kan man narmare bestamt aven utesluta en beraring mellan de !Dada spolarna, och genom forstoringen av luftspalten kan man aven undvika dyrbara lageranordningar. Med verktygets staende omrade avses darvid sarskilt ett sadant omrade, som inte air sig gentemot till exempel anvandarens hand, som hailer verktyget, som sarskilt ett husomrade eller gentemot husdelen fast anordnade element, som exempelvis statorspolen och liknande. Den utgaende drivkroppen är darvid heist ufformad i en enda del med en mataxel, vilken registrerar den fysikaliska parametern respektive matvardet. I fraga om matvardet kan det direkt handla om ett registrerat varde, det skulle emellertid aven kunna vara majligt att Overfara signaler, vilka är harledda fran matvardet och vilka sarskilt aven är karaktaristiska for detta matvarde. 4 Vidare är det mojligt aft reducera energibehovet vid samma signaleffekt, da tva spolar, som anvands fOr berbringsfri signalOverfOring, kan anordnas narmare varandra genom att statorspolen är utfOrd som luftspole. Genom anvandandet av en sa kallad luftspole blir det darmed mOjligt aft fOrstora spalten mellan de bada namnda spolarna, som anvands for den berbringsfria signaloverfOringen. Man avstar darfOr sarskilt fran statorspolbararen.

Generellt handlar det vid de bada spolarna om en roterande signaloverfOrings- anordning och om en staende signalOverfOringsanordning, vilken sarskilt overfar induktiva signaler.

FOrdelaktigt är en radiell luftspalt > 0,2 mm mellan rotorspolen och statorspolen, heist > 0,4 mm, helst > 0,5 mm och aura heist > 0,6 mm. Med fOrdel kan darmed luftspalten Oka till exempelvis 0,7 mm, varmed processakerheten Okar, da risken fOr berbring mellan de !pada spolarna minskar.

Vid en ytterligare fordelaktig utforingsform är statorspolen anordnad vid en barare, varvid denna barare atminstone delvis är radiellt anordnad utanfOr statorspolen. I synnerhet kan statorspolen vara anordnad respektive ingjuten i eller inbakad i en radiellt yttre barare, exempelvis ett hus eller en barardel.

Statorspolen är darfOr med fOrdel ingjuten i ett bararmaterial. Bararspolens faste sakerstalls darfOr genom en hallaranordning, vilken hailer statorspolen radiellt fran utsidan.

Vid en ytterligare fOrdelaktig utfOringsform handlar det i fraga om bararmaterialet om ett gjutharts. Statorspolen är heist gjuten med ett Wepox-gjutharts (VT3000), vilket är bildat pa basis av epoxiharts. Genom anvandandet av ett sadan harts är det mojligt, att endast en ringa varmeutveckling uppstar och aven eft ringa krymptryck.

Vid en ytterligare fordelaktig utforingsform ar statorspolen lagrad med hjalp av en lageranordning och sarskilt med hjalp av ett kullager gentemot ett roterande omrade pa verktyget (sarskilt en utgaende drivaxel eller mataxel). Vidare uppvisar verktyget fOrdelaktigt en lagringsanordning, vilken exempelvis är avsedd fOr lagring av mataxelns respektive den utgaende drivkroppens kalibreringsdata (eventuellt med byggruppen luftspole). Sá kan exempelvis ett kretskort vara farsett med ett sa kallat EEPROM. Della kretskort kan vara integrerat i luftspolarnas hela byggrupp. Genom luftspolens ovan namnda fOrbindelse med mataxeln genom ett kullager kan uppnas all avstandet mellan de [pada spolarna inte kan variera. Detta skulle kunna uppsta om statorspolen skulle vara ingjuten direkt i exempelvis halvskalarna hos de ackumulator- respektive natdelsdrivna verktygen, sarskilt vad galler den mobila skruvtekniken.

Vid en ytterligare fordelaktig utfOringsform är den fysikaliska parametern utvald fran en grupp parametrar, vilken innehaller vridmoment, varvtal, vridvinklar, elektriska strOmmar, elektriska spanningar, kombinationer harav och liknande. I fraga om registreringsanordningen handlar det fOrdelaktigt om en vridmomentregistreringsanordning, som exempelvis kan innehalla en tOjningsmatremsa och vilken är till Mr all registrera den utgaende drivkroppens respektive mataxelns overforda 6 vridmoment. I fraga om den fysikaliska parametern respektive matvardet handlar det framfor alit om en sac:Ian parameter eller matvarde, som andrar sig under arbetsprocessen.

Vid en ytterligare fordelaktig utforingsform uppvisar verktyget en energilagringsanordning Mr drivning av elmotorn. Sarskilt eft batted respektive en ackumulator ar tankt aft anvandas pa sá satt aft verktyget kan drivas av sig sjalvt utan stromledning.

Vid en ytterligare sarskilt foredragen utfaringsform uppvisar verktyget en mottagningsanordning Mr frac:116s mottagning av styrningsdata for styrning av verktyget. Fran en centralenhet kan sA exempelvis komma eft foregivet maximalt vridmoment. Vidare uppvisar verktyget fordelaktigt aven en signalutmatningsanordning kir trAdlOs sandning av styrningsdata. SA kan exempelvis de uppmatta är-vridmomentvardena matas ut till en central manoveranordning och denna kan genom aft reagera pa dessa varden styra vridmomentet respektive en strOmtillfOrsel till driften.

Vid en ytterligare fOrdelaktig utfOringsform uppvisar verktyget darfor aven en manOveranordning for styrning av arbetsfOrloppet, exempelvis ett skruvfOrlopp. ManOveranordningen är darfOr fardelaktigt lampad kir aft styra skruvfOrloppet pa basis av den ovan namnda (sarskilt uppmatta) fysikaliska parametern.

Verktyget uppvisar framfOr alit en matanordning for matning av den fysikaliska parametern. Denna matanordning är darfOr fardelaktigt roterande anordnad i 7 arbetsdriften.

Den fOreliggande uppfinningen är vidare inriktad pa en overfOringsanordning few tradlOs och sarskilt induktiv OverfOring av ett fysikaliskt matvarde respektive parameter i ett skruvfOrlopp, vilken avseende en given rotationsaxel uppvisar en roterbart anordnad rotorspole, vilken fungerar som sandaranordning fOr den fysikaliska parametern samt en vridfast anordnad statorspole, vilken fungerar som mottagningsanordning for den fysikaliska parametern. Darvid ar en av spolarna, och sarskilt rotorspolen, anordnad i en med avseende pa rotationsaxeln radiell riktning innanfOr den andra spolen.

I enlighet med uppfinningen ar en barare till den radiellt pa utsidan liggande spolen, sarskilt statorspolen, utformad pa sa satt, aft ett utrymme mellan de bada spolarna i huvudsak forblir utan barare. Pa detta satt kan, som namns ovan, spalten mellan de !pada spolarna Okas.

Ytterligare fOrdelar och utfaringsformer framgar av de bifogade ritningarna: Dan i visas: Fig. 1en schematisk vy av ett verktyg enligt uppfinningen; Fig. 2en snittvy av en registreringsenhet; och Fig. 3en perspektivvy av registreringsenheten. 8 Figur 1 visar en schematisk vy av en del av ett enligt uppfinningen barbart verktyg 1. Della barbara verktyg uppvisar darvid en (inte visad) drivanordning, som en elmotor, som via en (inte visad) transmission, driver en i sin helhet med 4 betecknad utgaende drivaxel 4 roterande om en rotationsaxel D. Denna utgaende drivaxel fungerar har aven som mataxel kir matning av fysikaliska parametrar, som sarskilt till ett vridmoment. Vidare uppvisar verktyget en i sin helhet med 2 betecknad registreringsanordning, vilken registrerar en fysikalisk parameter hos eft arbetsfOrlopp. Har uppvisar denna registreringsanordning 2 en tOjningsmatremsa 28, med vars hjalp ett vridmoment, exempelvis ett Overkill vridmoment, kan registreras. Denna utgaende drivaxel 4 ar darvid roterbart lagrad gentemot en husdel 52, som kan vara ufformad som en kruka. Hanvisningsbeteckningen 42 hanfor sig till ett utgaende drivhuvud, vid vilket exempelvis eft skruvmedel kan vara anordnat.

Hanvisningsbeteckningen 18 kannetecknar kraftigt schematiskt en elektrisk OverfOringsledning fOr OverfOring av de elektriska signalerna till en i sin helhet med 10 betecknad OverfOringsanordning, vilken OverfOr de uppmatta vardena tradlost fran det roterande omradet pa den utgaende drivkroppen 4 till ett stationart omrade pa verktyget. Hanvisningsbeteckningen 30 kannetecknar det staende omradet pa verktyget i sin helhet.

Denna registreringsanordning 10 uppvisar darvid en rotorspole 12, som ar anordnad vid en barare 22.

Hanvisningsbeteckningen 14 kannetecknar en statorspole, som, namnt inledningsvis, 9 är uffOrd utan barare respektive som luftspole och halls av en hallaranordning 16, exempelvis är ingjuten i denna hallaranordning. Hanvisningsbeteckningen 30 kannetecknar en stationar husdel, vid vilken exempelvis aven statorspolen 14 kan vara anordnad. Spolen 14 kan darvid vara utford som dubbellindning med tva trAdar, som exempelvis kan vara Iiidda pa ett kretskort. Hanvisningsbeteckningen S kannetecknar en spalt, som utbildas mellan statorspolen 14 och rotorspolen 12. Denna är genom statorspolens bararlOsa utformning stOrre an i teknikens standpunkt.

Hanvisningsbeteckningen 54 kannetecknar en lagringsanordning som ett EEPROM. Denna lagringsanordning 54 ar darvid anordnad pa ett kretskort 56.

Detta kretskort kan darvid aven vara ufformat som en enhet med bararenheten 16 fOr rotorspolen 14.

Bredvid lagren 32 är (schematiskt) ytterligare lager 36 framstallda, vilka likaledes roterbart lagrar den utg6ende drivkroppen 4. Hanvisningsbeteckningen 44 kannetecknar elektriska ledningar, vilka leder rotorspolens 14 signal vidare. Hanvisnings-beteckningen 38 kannetecknar (likaledes endast kraftigt schematiserat) i sin helhet en transmission, vilken ar mellankopplad mellan en (sarskilt elektrisk) drivanordning 6 och den utgaende drivkroppen 4 och vilken framfOr alit vaxlar ned en rotationshastighet has drivanordningen.

Figur 2 visar en ytterligare framstallning av OverfOringsanordningen 10. Man urskiljer har aterigen rotorspolen 14, som är anordnad vid hallaranordningen 16. Aven har ar lagringsanordningen 54 framstalld, som kan vara anordnad vid War- respektive bararanordningen 16.

Figur 3 visar en perspektivvy av Overforingsanordningen 10. Darvid hanfor sig hanvisningsbeteckningen 64 till en anslutningsanordning for borttagande av de uppmatta vardena, varvid pa detta stalle aven en kabellOs respektive tradlos overforingsanordning kan vara ombestirjd, vilken overfor matvardena per stale till en centralenhet (inte visad). Hanvisningsbeteckningen 62 kannetecknar en Oppning, med vars hjalp en husdel, som exempelvis kan bara statorspolen, kan skruvas fast med husdelen 60.

Sokanden fOrbehaller sig kravet pa aft alla uppenbarade kannetecken i ansOkningshandlingarna är vasentliga kir uppfinningen, savida de enstaka eller i kombination är nya gentemot teknikens standpunkt. 11 Lista med hanvisningsbeteckningar 1barbart verktyg 2registreringsanordning 4utgaende drivaxel 6drivanordning OverfOringsanordning 12rotorspole 14 statorspole 16 hallaranordning 18elektrisk OverfOringsledning 22 barare 28 tOjningsmatremsa staende husdel 32 lager 36ytterligare lager 38 transmission 42utgaende drivhuvud 44elektriska ledningar 52 husdel 54 lagringsanordning 56 kretskort 60 husdel 62 Oppning 64 anslutningsanordning 12 D.rotatio nsaxe I Sspalt

Claims (4)

1. 3 Patentkrav 1. Barbart verktyg (1), sarskilt skruvverktyg (1) med en elmotorisk drivning (6) och en runt en given axel roterbar utgaende drivkropp (4), med en registreringsanordning (2), vilken atminstone registrerar ett fysikaliskt matvarde, som är karaktaristiskt fOr det utgaende drivfOrloppet med den utgaende drivkroppen (4) och med en OverfOringsanordning (10), vilken overfOr det fysikaliska matvardet berOringsfritt fran ett roterande omrade pa verktyget till ett staende omrade (30) pa verktyget (1), varvid OverfOringsanordningen (10) uppvisar en rotorspole (12) och en statorspole (14) och rotorspolen (12) roterar gentemot statorspolen (14), kannetecknat av att statorspolen (14) är uffiird utan barare i eft omrade mellan statorspolen (14) och rotorspolen (12).

2. Barbart verktyg (1) enligt krav 1, kannetecknat av att en radiell luftspalt mellan rotorspolen (12) och statorspolen (14) är stOrre an 0,2 mm, heist stOrre an 0,4 mm, heist stOrre an 0,5 mm och allra heist stOrre an 0,6 mm.

3. Barbart verktyg (1) enligt n'agot av de feiregaende kraven, kannetecknat av aft statorspolen an anordnad vid en barare (16), vilken barare är atminstone delvis anordnad radiellt utanfOr statorspolen.

4. Barbart verktyg (1) enligt n6got av de fOregaende kraven, kannetecknat av aft statorspolen (14) an ingjuten i ett bararmaterial. 14 5. Barbart verktyg (1) enligt krav 4, kannetecknat av aft bararmaterialet är ett gjutharts. 6. Barbart verktyg (1) enligt nagot av de fOregaende kraven, kannetecknat av alt statorspolen (14) med hjalp av en lageranordning och sarskilt med hjalp av ett kullager är lagrad gentemot ett roterande omrade pa verktyget. 7Barbart verktyg (1) enligt nagot av de foregaende kraven, kannetecknat av alt det fysikaliska matvardet är utvalt fran en grupp av matvarden, vilken innehaller vridmoment, varvtal, vridvinklar, elektriska strOmmar, elektriska spanningar, kombinationer harav och liknande. 8. Barbart verktyg (1) enligt atminstone ett av de fOregaende kraven, kannetecknat av alt verktyget (1) uppvisar en energilagringsanordning for drivning av elmotom. 9. Barbart verktyg (1) enligt atminstone ett av de fOregaende kraven, kannetecknat av att verktyget uppvisar en mottagningsanordning Mr tradlas mottagning av styrningsdata for styrning av verktyget (1). 10. Overforingsanordning (10) for tradlOs och sarskilt induktiv OverfOring av ett fysikaliskt matvarde hos ett skruvfOrlopp med en avseende en given rotationsaxel (D) roterbart anordnad rotorspole (12), vilken fungerar som sandaranordning for det fysikaliska matvardet och en vridfast anordnad statorspole (14), vilken fungerar som mottagningsanordning fer den fysikaliska parametern, varvid en av spolarna (12, 14) är anordnad i en avseende rotationsaxeln (D) radiell riktning innanfOr den andra spolen (14, 12), kannetecknad av aft en barare pa den radiellt utanfOrliggande spolen är ufformad pa sa sail all ett rum mellan de bada spolarna (12, 14) huvudsakligen forblir utan barare. OZ MON*'GCOGO - =--iouoodotootobtr=rI---N\i 9 ZS 9£