專利名稱：斷路式扭力扳手及其工作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種斷路式扭力扳手的工作方法及一種斷路式扭力扳手。
背景技術：
已經(jīng)提出，使用斷路式扭力扳手用以旋擰接合部分，這些斷路式扭力扳手將螺釘擰入接合部位，并且將這些螺釘僅擰緊至達到一個預調(diào)的扭矩。在達到該扭矩時斷路式扭力扳手的工具驅動裝置被無驅動地連接，其方式是，例如脫開超鎖止離合器(berrastkupplung)并且斷開驅動電動機。為了在達到斷路扭矩時盡可能快地制動傳動系統(tǒng)，驅動電動機通常通過它的接通/斷路開關短路。

發(fā)明內(nèi)容
提出一種運行斷路式扭力扳手的方法，其中，在達到預定的斷路扭矩之前它的驅動電動機被關斷。對驅動電動機的電流輸入在達到斷路扭矩之前已經(jīng)被中斷。這樣可有利地在達到斷路扭矩時進行斷路式扭力扳手經(jīng)濟和保護的制動，因為在達到斷路扭矩的情況下驅動電動機比通常斷路時有更小的轉速。當驅動電動機的剩余動能還足夠用于達到斷路扭矩時，最好將它斷開。在一種合理的構型中，在斷開驅動電動機時為達到斷路扭矩，考慮驅動電動機、傳動系統(tǒng)、工具夾具和工具的整個可利用的動能。
在一個所謂的硬的螺擰情況下，在螺釘?shù)淖畛鯏Q緊、即扭矩的增加與達到斷路扭矩之間只有一個很小的轉動角，典型的是小于50°，例如30°，所以驅動電動機只需要施加很小的功率。該驅動電動機具有一個需要被制動的高剩余轉速或者說動能，其中部分地可產(chǎn)生例如50到80A的高短路電流。通過這個借助本發(fā)明的方法成為可能的小的轉速，在驅動電動機制動時，現(xiàn)在通過短路出現(xiàn)明顯小的制動電流。
在一個蓄電池驅動的斷路式扭力扳手中，通過本發(fā)明的方法由于消耗的蓄電池能量小，因此可有更高的電池使用壽命。斷路式扭力扳手的操作者受到很小的反作用力，以使得斷路式扭力扳手的操作更加舒適。該驅動電動機通過在短路時更小的制動電流和進一步通過在螺釘擰緊時更小的終止電流受到保護。該斷路式扭力扳手的一個傳動系統(tǒng)的機械部件負載會更小。通過減小的制動電流出現(xiàn)更少的發(fā)熱，以使得驅動裝置和整個斷路式扭力扳手熱負荷更小。斷路式扭力扳手的壽命被整體上有利地影響。根據(jù)本發(fā)明的斷路特別是在帶有在30°和180°之間轉角的硬的旋擰情況中被優(yōu)選進行。在所謂的軟的旋擰情況中，其中典型地在螺釘?shù)牡谝淮螖Q緊至達到斷路扭矩之間有一個較大的螺釘轉角范圍，例如720°，直到達到斷路扭矩需要該驅動電動機的全功率。該驅動電動機在斷路扭矩時通常的斷路情況下僅還有一個很小的、可用很小的能量制動的剩余轉速。
如果將在驅動電動機的時間上的電流升高達到一個預先給出的值考慮作為用于剩余動能的開關判據(jù)，為驅動電動機的關斷提供了一個簡單的測量參數(shù)?？商鎿Q地，通過將在時間上的電壓下降達到的一個預定值，例如在驅動電動機上電壓的一個預定的減小考慮作為用于剩余動能的開關判據(jù)(Schaltkriterium)。
如果考慮電流或電流增大作為開關判據(jù)，特別有利的是，可以在達到斷路扭矩之前確定電流增加。優(yōu)選的是，這在達到斷路扭矩之前小于100ms的時間間隔內(nèi)進行。由根據(jù)電流增加確定的、包括一個空載電流在內(nèi)的電流超高確定用于斷路電流的一個絕對值，是有利的。
合乎目的的是，在達到斷路扭矩時將旋擰工具與工具驅動裝置脫聯(lián)。在達到斷路扭矩時，借助驅動電動機電樞顯著減小的轉速和如通常通過一個離合器的分離，特別是一個超鎖止離合器，進行斷路式扭力扳手的實際關斷或制動。
有利的是，在達到斷路扭矩時，該驅動電動機被短路。
此外，提出了一種斷路式扭力扳手，具有一個驅動電動機和一個斷路裝置，用于在達到一個預定的斷路扭矩時結束一個旋擰工具的驅動，其中，設置了一個裝置，以便在達到斷路扭矩之前將具有動能的驅動電動機關斷。
優(yōu)選地，當驅動電動機或者驅動裝置的剩余動能還足夠使得達到斷路扭矩時，關斷該驅動電動機。


本發(fā)明的其它實施形式、方案和優(yōu)點與權利要求書中的概括無關地給出，本發(fā)明的下列借助于

描述的實施例對本發(fā)明的普遍性沒有限制。
如下所示圖1一個優(yōu)選的斷路式扭力扳手，圖2與通常的斷路式扭力扳手相比，在硬的旋擰情況下達到本發(fā)明的關斷過程時的電流變化曲線示意圖，和圖3在軟的旋擰情況下在達到斷路扭矩時，通常的斷路式扭力扳手的電流-電壓變化圖。
具體實施例方式
一個優(yōu)選的斷路式扭力扳手10被在圖1中簡化示出。該斷路式扭力扳手10具有一個斷路裝置20，例如一個超鎖止離合器，為在達到斷路扭矩時使驅動旋擰工具18的工具驅動裝置14無驅動地連接。該斷路裝置20可以集成在工具驅動裝置14中。該工具驅動裝置14包括例如離合器和斷路式扭力扳手10的傳動裝置。驅動電動機12驅動一個通常的傳動系統(tǒng)，一個工具夾具16和因此驅動旋擰工具18，該傳動系統(tǒng)包括離合器和傳動裝置或工具驅動裝置。在達到斷路扭矩時，驅動電動機12將例如通過它的沒有示出的接通/斷路開關被短路，以便使傳動系統(tǒng)盡可能快地制動。
如果驅動電動機12被通電，它將輸入的電功率轉化為動能。設置一個裝置22，以便將驅動電動機12在達到斷路扭矩之前斷開，這時它的剩余動能足夠用于，達到所述斷路扭矩。該電動驅動機12或者說它的轉子被無電流地連接，并且它的動能被用于通過沒有詳細示出的傳動系統(tǒng)進行旋擰直至所述的沒有示出的離合器脫開；當斷路扭矩已達到時，該離合器脫開。該裝置22優(yōu)選是計算機裝置，特別是一個為此設置的帶有相應程序的微控制器。
按照本發(fā)明的、斷路式扭力扳手10的工作方法，驅動電動機12已經(jīng)在斷路扭矩達到之前被無電流地轉換。該轉換點這樣選擇，即電機電樞或電動機轉子及傳動系統(tǒng)，特別是傳動裝置和離合器，及工具夾具16的剩余的動能足夠使得達到斷路扭矩。該斷路式扭力扳手10可以是蓄電池驅動的或者由電網(wǎng)電源供電。
圖2示出了，本發(fā)明的斷路式扭力扳手10的電流變化曲線I1(t)在硬的旋擰情況下與一個通常的斷路式扭力扳手的電流變化曲線I0(t)的比較。在硬的旋擰情況下，例如在擰入金屬螺紋螺釘時，螺釘以高的速度擰入和隨后通過很多動能被擰緊，直到在斷路扭矩時超鎖止離合器分離和工具18無驅動。對于硬的旋擰情況的一個典型的臨界角例如在大約30°。在軟的旋擰情況下，如在圖3中依照典型的電流變化曲線I(t)和電壓變化曲線U(t)所示，例如在木材中擰入一個螺釘，相反以小的給進隨著一個持續(xù)上升的載荷直到達到額定扭矩地擰緊。一個典型的臨界角，在螺釘最初擰緊和達到斷路扭矩之間，在這里例如在約720°。直到達到斷路扭矩需要驅動電動機的全功率。驅動電動機在通常的斷路情況下只還有一個很小的剩余轉速，它現(xiàn)在被以相對小的能量制動。
在圖2中通常的電流變化曲線I0(t)在直到接近達到額定扭矩前以空載電流L基本不變地延伸。在達到斷路扭矩時電流I0(t)在例如典型的小于100ms之內(nèi)很快地增加，并且在達到斷路扭矩時在點S0脫離超鎖止離合器，或者工具18以另一種適合的方式無驅動地連接，并且一個微型開關關斷到驅動電動機12的電流并且將其短路以制動。該電流下落很快并且達到一個負的最小值I0max，以便之后又重新上升至零。負電流區(qū)域的面積對應于要施加的制動能。與電流I0(t)不同，電壓(未示出)在電流上升階段示出一個典型的到最小值的電壓降，以便之后又重新增加至它的標準值。
在本發(fā)明的方法中，在一個硬的到更硬的旋擰情況中，具有典型的在30°至180°之間的旋擰角，考慮通過驅動電動機12的電流達到預先給定的在時間上的升高作為用于剩余動能的開關判據(jù)，以至在達到斷路扭矩之前，在一個較前的開關點S1關斷用于驅動驅動電動機12的電流。對該提前斷路的信息很容易從擰緊過程中電流增加的斜度或由電壓降得出。適用作為關斷標準的斷路電流的絕對值將從一個由電流增加確定的包括一個空載電流的電流超高確定。借助在這個時刻驅動電動機12的電樞的動能，使螺釘被擰緊至斷路扭矩。該動能由合成的扭矩得出，作為積由驅動裝置的慣性矩和角度滯后得出。實際的斷路或制動，現(xiàn)在以明顯小的電機電樞轉速，又通過離合器的分離實現(xiàn)。
權利要求
1.一種運行斷路式扭力扳手(10)的方法，該斷路式扭力扳手具有一個驅動電動機(12)和一個斷路裝置(20)，在該方法中，在達到一個預先給定的斷路扭矩時結束一個旋擰工具(18)的驅動，其特征在于在達到預先給定的斷路扭矩之前將電動機(12)關斷。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于當驅動電動機的剩余動能還足以達到斷路扭矩時，關斷該驅動電動機(12)。
3.根據(jù)權利要求1或2的方法，其特征在于將通過該驅動電動機(12)的電流在時間上的升高的預定值考慮作為用于剩余動能的開關判據(jù)。
4.根據(jù)權利要求1或2的方法，其特征在于將驅動電動機(12)上的、在時間上的電壓降的預定值考慮作為用于剩余動能的開關判據(jù)。
5.根據(jù)以上的權利要求之一的方法，其特征在于由一個根據(jù)電流升高確定的、包括一個空載電流(L)的電流超高來確定用于斷路電流的一個絕對值。
6.根據(jù)以上的權利要求之一的方法，其特征在于在達到斷路扭矩時，該旋擰工具(18)與一個工具驅動裝置(14)脫聯(lián)。
7.根據(jù)以上的權利要求之一的方法，其特征在于在達到斷路扭矩時，該驅動電動機(12)被短路。
8.一種斷路式扭力扳手，具有一個驅動電動機(12)和一個斷路裝置(20)，用于在達到一個預定的斷路扭矩時結束一個旋擰工具(18)的驅動，其特征在于設置了一個裝置(22)，以便在達到斷路扭矩之前將具有動能的驅動電動機(12)關斷。
9.根據(jù)權利要求8的斷路式扭力扳手，其特征在于當該驅動電動機(12)的所述剩余動能還足夠使得達到斷路扭矩時，該驅動電動機(12)可被關斷。
全文摘要
本發(fā)明基于一種運行斷路式扭力扳手(10)的方法，它具有一個驅動電動機(12)和一個斷路裝置(20)，在該方法中，在達到一個預先給定的斷路扭矩時結束旋擰工具(18)的驅動。本發(fā)明建議，在達到預定的斷路扭矩之前關斷該驅動電動機(12)。另外，本發(fā)明還提出一種斷路式扭力扳手(10)。
文檔編號B25B23/145GK1693033SQ20051006968
公開日2005年11月9日 申請日期2005年5月8日 優(yōu)先權日2004年5月4日
發(fā)明者邁克·福格特, 格哈德·薩恩瓦爾德 申請人:羅伯特·博世有限公司