動(dòng)力扳手的制作方法
【專利摘要】公開了一種用于緊固和松開接頭的電動(dòng)動(dòng)力扳手。所述動(dòng)力扳手包括：用于將扭矩傳送到接頭的主軸，布置成在兩個(gè)相反的旋轉(zhuǎn)方向上選擇性地驅(qū)動(dòng)主軸的電動(dòng)馬達(dá)，用于控制電動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)的控制單元以及將電動(dòng)馬達(dá)連接到主軸的傳動(dòng)裝置。所述控制單元具有第一驅(qū)動(dòng)模式，其中所述控制單元被適配成控制電動(dòng)馬達(dá)使得其在前向方向上傳送連續(xù)扭矩，并且使得其在相反的后向方向上傳送扭矩脈沖，其中傳動(dòng)裝置包括固有的游隙并且其中扭矩脈沖在所述游隙內(nèi)產(chǎn)生。
【專利說明】動(dòng)力扳手

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于沿兩個(gè)相反的旋轉(zhuǎn)方向提供扭矩的電子動(dòng)力扳手。具體來說，本發(fā)明涉及動(dòng)力扳手，其可以作為借助于電動(dòng)馬達(dá)和控制單元的脈沖動(dòng)力扳手而進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。另外，本發(fā)明涉及控制此動(dòng)力扳手中的電動(dòng)馬達(dá)的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)的動(dòng)力扳手(諸如像螺帽扳手)包括用于提供從馬達(dá)到主軸的扭矩的傳動(dòng)裝置。
[0003]通常，馬達(dá)被布置成在兩個(gè)相反的方向上(第一前向方向和第二反向方向)驅(qū)動(dòng)主軸的旋轉(zhuǎn)。因此，傳動(dòng)裝置需要被適配成在前向方向和反向方向兩者上都驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
[0004]在許多應(yīng)用中，反向驅(qū)動(dòng)僅在例如松開接頭時(shí)例外地使用。這暗示馬達(dá)和傳動(dòng)裝置主要致力于前向驅(qū)動(dòng)。
[0005]在手持式動(dòng)力扳手中需要解決的問題在于需要補(bǔ)償由工具所提供的扭矩，這樣使得為工具所提供的每個(gè)扭矩提供了反作用力。在脈沖動(dòng)力扳手中，這些反作用力中的大部分通過工具本身的功能設(shè)計(jì)來補(bǔ)償。在復(fù)雜的連續(xù)驅(qū)動(dòng)或非脈沖工具中可能也是這種情況。在其他工具中，反作用力必須由正在握住工具的操作者來提供。
[0006]通常，馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度可以適配成使得在前向方向上提供的扭矩平滑或平穩(wěn)。這是可能的，因?yàn)榕ぞ卦诘谝浑A段中相對(duì)較低，這樣使得積累慣性以當(dāng)扭矩在操作即將結(jié)束時(shí)增加的情況下抵消扭矩的一部分。然而在反向方向上，情況通常是不同的，因?yàn)橥ǔ＠梅聪蚍较蛩砷_由相對(duì)高的夾緊力(該相對(duì)高的夾緊力可能僅通過相應(yīng)地高的扭矩來釋放)緊固的接頭。因此，通常，需要立刻傳送高扭矩，這樣使得不可能在機(jī)器中積累慣性。
[0007]因此，需要一種在前向方向上功能良好但是可以適配或調(diào)諧以在反向方向上比常規(guī)動(dòng)力扳手功能更好的工具。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種當(dāng)被在反向方向上驅(qū)動(dòng)時(shí)具有改進(jìn)的功能性的動(dòng)力板手。
[0009]此目的通過根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的本發(fā)明來實(shí)現(xiàn)。
[0010]根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種用于緊固和松開接頭的電動(dòng)動(dòng)力扳手，其中動(dòng)力扳手包括:
[0011]-用于將扭矩傳送到接頭的主軸，
[0012]-布置成在兩個(gè)相反的旋轉(zhuǎn)方向上選擇性地驅(qū)動(dòng)主軸的電動(dòng)馬達(dá)，
[0013]-用于控制電動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)的控制單元，以及
[0014]-將電動(dòng)馬達(dá)連接到主軸的傳動(dòng)裝置?？刂茊卧哂械谝或?qū)動(dòng)模式，其中所述控制單元被適配成控制電動(dòng)馬達(dá)這樣使得其在前向方向上傳送連續(xù)扭矩，并且使得其在相反的后向方向上傳送扭矩脈沖，其中傳動(dòng)裝置包括固有的游隙并且其中扭矩脈沖在所述游隙內(nèi)產(chǎn)生。
[0015]在特定實(shí)施方式中，通過首先在前向方向上旋轉(zhuǎn)馬達(dá)以增加游隙并且隨后在后向方向上加速馬達(dá)以產(chǎn)生后向方向上的扭矩脈沖來產(chǎn)生所述扭矩脈沖。
[0016]在另一個(gè)實(shí)施方式中，控制單元被布置成:
[0017]-在后向方向上加速馬達(dá)的步驟之后，記錄與輸出軸的旋轉(zhuǎn)有關(guān)的參數(shù)，
[0018]-將所述參數(shù)與閾值進(jìn)行比較，以及
[0019]-基于所述比較，確定是否應(yīng)產(chǎn)生新的扭矩脈沖以及是否應(yīng)重復(fù)所有步驟。
[0020]在又一個(gè)實(shí)施方式中，只要在所述第一模式下在后向方向上驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，則間歇地產(chǎn)生所述扭矩脈沖。
[0021]在特定實(shí)施方式中，動(dòng)力扳手包括可以選擇性地放置在第一或第二聯(lián)接位置中的齒輪，其中第一聯(lián)接位置提供輸入軸到輸出軸的旋轉(zhuǎn)的連續(xù)傳輸并且第二聯(lián)接位置提供包括有限運(yùn)動(dòng)自由度的傳輸，在所述運(yùn)動(dòng)中可以在至少后向方向上接合輸出軸之前在不會(huì)影響輸出軸的情況下旋轉(zhuǎn)輸入軸，其中控制單元被布置成控制馬達(dá)以使得在第一驅(qū)動(dòng)模式下，在前向方向上使用第一聯(lián)接位置并且在后向方向上使用第二聯(lián)接位置。
[0022]齒輪可以是可以在第一聯(lián)接位置與第二聯(lián)接位置之間平移的套筒。
[0023]可以提供電子傳感器來記錄齒輪位置并且用信號(hào)向控制單元提供齒輪被放置的聯(lián)接位置。
[0024]在特定實(shí)施方式中，動(dòng)力扳手具備用于監(jiān)控齒輪的當(dāng)前位置的顯示器。
[0025]在又一個(gè)實(shí)施方式中，控制單元被布置成控制以下步驟:
[0026]-響應(yīng)于齒輪被記錄成放置在第二聯(lián)接位置，通過在后向方向上旋轉(zhuǎn)馬達(dá)在輸入軸與輸出軸之間提供所述運(yùn)動(dòng)自由度，以及
[0027]-在所述運(yùn)動(dòng)自由度下在前向方向上加速輸入軸，這樣使得輸入軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)將在其與輸出軸之間進(jìn)行接合時(shí)作為脈沖傳輸?shù)捷敵鲚S。
[0028]動(dòng)力扳手可以具有其中在兩個(gè)方向上連續(xù)地驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的第二驅(qū)動(dòng)模式和其中在兩個(gè)方向上間歇地驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的第三驅(qū)動(dòng)模式。
[0029]根據(jù)第二實(shí)施方式，本發(fā)明涉及一種控制用于緊固和松開接頭的動(dòng)力扳手中的電動(dòng)馬達(dá)的方法，所述動(dòng)力扳手包括:
[0030]-用于將扭矩傳送到接頭的主軸，
[0031]-布置成在兩個(gè)相反的旋轉(zhuǎn)方向上選擇性地驅(qū)動(dòng)主軸的電動(dòng)馬達(dá)，
[0032]-用于控制電動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)的控制單元，以及
[0033]-將電動(dòng)馬達(dá)連接到主軸的傳動(dòng)裝置，傳動(dòng)裝置具有固有的游隙。該方法涉及電動(dòng)馬達(dá)在前向方向上傳送連續(xù)扭矩并且在相反的后向方向上傳送扭矩脈沖的第一驅(qū)動(dòng)模式，其中傳動(dòng)裝置包括固有的游隙并且其中扭矩脈沖在所述游隙內(nèi)產(chǎn)生。
[0034]在該方法的特定實(shí)施方式中，后向方向上的扭矩脈沖通過以下步驟產(chǎn)生:
[0035](a)在前向方向上旋轉(zhuǎn)馬達(dá)以增加游隙，以及
[0036](b)隨后在后向方向上加速馬達(dá)以產(chǎn)生扭矩脈沖。
[0037]該方法的另一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)一步包括以下步驟:
[0038](C)記錄與由于所產(chǎn)生的扭矩脈沖引起的與主軸的旋轉(zhuǎn)有關(guān)的參數(shù)，
[0039](d)將所述參數(shù)與閾值進(jìn)行比較，以及
[0040](e)基于所述比較，確定是否應(yīng)重復(fù)所有步驟(a)至(e)。
[0041]在該方法的特定實(shí)施方式中，步驟(C)中記錄的參數(shù)是所施加的扭矩，其中如果所記錄的扭矩超出閾值則重復(fù)所有步驟(a)至(e)。
[0042]在該方法的另一個(gè)實(shí)施方式中，如果所記錄的扭矩低于閾值則結(jié)束操作。
[0043]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于在不影響工具在第一旋轉(zhuǎn)方向上操作時(shí)的性能的情況下改進(jìn)了工具在其在第二旋轉(zhuǎn)方向上操作時(shí)的性能。
[0044]在特定實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及螺帽扳手。
[0045]本發(fā)明的其他優(yōu)選實(shí)施方式和優(yōu)點(diǎn)將通過詳細(xì)描述和從屬權(quán)利要求而顯而易見。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0046]在以下詳細(xì)描述中，參考所附附圖，其中:
[0047]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施方式的動(dòng)力扳手的一部分的示意圖，其中透明展示的齒輪在第一聯(lián)接位置；
[0048]圖2示出圖1中所示的部分的示意圖，其中齒輪在第二聯(lián)接位置；
[0049]圖3示出沿圖1中的線III的截面；
[0050]圖4示出沿圖2中的線IV的截面；
[0051]圖5示出扭矩傳輸階段中的圖4中的截面圖；
[0052]圖6是在根據(jù)本發(fā)明的方法中根據(jù)時(shí)間的扭矩的表示；以及
[0053]圖7是根據(jù)本發(fā)明的方法的方框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0054]以下，將參考附圖中示意性地示出的實(shí)施方式來描述本發(fā)明。
[0055]然而，本發(fā)明并不限于圖中所示的實(shí)施方式。事實(shí)上，圖1至圖5中所示的實(shí)施方式僅是本發(fā)明的一部分的特定實(shí)施方式。
[0056]本發(fā)明的主要概念在圖中并未示出。主要概念由用于緊固和松開接頭的電動(dòng)動(dòng)力扳手構(gòu)成。動(dòng)力扳手包括用于將扭矩傳送到接頭的主軸、布置成在兩個(gè)相反的旋轉(zhuǎn)方向上選擇性地驅(qū)動(dòng)主軸的電動(dòng)馬達(dá)以及用于控制電動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)的控制單元。
[0057]傳動(dòng)裝置布置成將電動(dòng)馬達(dá)連接到主軸。傳動(dòng)裝置包括固有的游隙并且其中扭矩脈沖在所述游隙內(nèi)產(chǎn)生。動(dòng)力工具中的大部分傳動(dòng)裝置包括固有的游隙，該游隙通常相當(dāng)于主軸的全旋轉(zhuǎn)的僅一部分。本發(fā)明的主旨在于利用此游隙來產(chǎn)生扭矩脈沖，所述扭矩脈沖將使得有可能例如在不會(huì)產(chǎn)生握住工具的操作者將難以承受的大量反作用力的情況下松開接頭。
[0058]這是由于馬達(dá)在后向方向上傳送扭矩脈沖來實(shí)現(xiàn)，這些扭矩脈沖在所述游隙中產(chǎn)生。在特定實(shí)施方式中，所述扭矩脈沖通過首先在前向方向上旋轉(zhuǎn)馬達(dá)以增加游隙并且隨后在后向方向上加速馬達(dá)以產(chǎn)生后向方向上的扭矩脈沖來產(chǎn)生。只要沒有完全松開接頭，則可以產(chǎn)生這些脈沖。
[0059]在圖1和圖2中，根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施方式的動(dòng)力扳手中的齒輪單元10被示意性地在兩個(gè)不同的聯(lián)接位置中示出。
[0060]齒輪單元10包括輸入軸11、輸出軸12以及齒輪13。輸入軸11和輸出軸12由間隙19分開，該間隙容納在齒輪13內(nèi)。在圖1和圖2中，除了兩個(gè)肋條14和15 (其是齒輪13的主要部件)之外，齒輪13被示出為透明的。
[0061]電動(dòng)馬達(dá)(未示出)被布置成提供用于驅(qū)動(dòng)輸入軸11的旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)力。馬達(dá)被布置成在兩個(gè)相反的方向Rilri和Rin_2上驅(qū)動(dòng)輸入軸11。齒輪13被布置成將輸入軸11的旋轉(zhuǎn)傳輸?shù)捷敵鲚S12，這樣使得輸出軸12將在對(duì)應(yīng)的方向Rilri和Rin_2上旋轉(zhuǎn)。
[0062]輸出軸12連接到主軸(未示出)，主軸包括用于握住工具頭的槽。在一個(gè)實(shí)施方式中，輸出軸12構(gòu)成主軸。另外，在另一個(gè)實(shí)施方式中，輸入軸11可以實(shí)際上是馬達(dá)輸出軸。然而可能地，齒輪傳動(dòng)裝置可以進(jìn)一步包括齒輪連接。例如，馬達(dá)輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度通常向下?lián)Q檔到主軸，這樣使得主軸以比馬達(dá)輸出軸低的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。
[0063]在圖1中，齒輪13放置在第一聯(lián)接位置G1，第一聯(lián)接位置匕提供輸入軸Il(Rilri)到輸出軸12(Rin_2)的旋轉(zhuǎn)的連續(xù)傳輸。在圖2中，齒輪13放置在第二聯(lián)接位置G2，第二聯(lián)接位置G2提供包括在輸入軸11相對(duì)于輸出軸12的至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向上的運(yùn)動(dòng)自由度的傳輸。
[0064]在特定的所示實(shí)施方式中，齒輪13是可以在第一聯(lián)接位置G1與第二聯(lián)接位置G2之間平移的套筒。
[0065]齒輪13涉及包括縱向凹槽和楔形物的花鍵類型的內(nèi)聯(lián)接，所述縱向凹槽和楔形物適配成與輸入軸11和輸出軸12 二者上的對(duì)應(yīng)凹槽和楔形物接合。
[0066]在圖1至圖5中所示的實(shí)施方式中，輸入軸11包括在輸入軸11的圓周方向上延伸約90°的至少一個(gè)縱向舌部16。輸出軸12包括至少一個(gè)對(duì)應(yīng)的縱向舌部20。在圖1和圖3中所示的第一聯(lián)接位置G1，舌部16和20都牢固地裝配在第一對(duì)肋條14與第二對(duì)肋條15之間形成的截面腔17中。肋條14和15是齒輪的集成的部件，并且布置成與輸入軸11的舌部16和輸出軸12的舌部20相互作用。
[0067]在第一聯(lián)接位置G1，游隙(例如，輸入軸11與齒輪13之間的運(yùn)動(dòng)自由度)應(yīng)盡可能小，這樣使得舌部16與肋條14和15之間的連接變得盡可能牢固和剛性。為了使得傳輸完全連續(xù)，在此聯(lián)接位置，不應(yīng)有運(yùn)動(dòng)自由度，或運(yùn)動(dòng)自由度應(yīng)為最小。
[0068]所述成對(duì)的肋條14和15與輸入軸11的舌部16之間的接合可以與肋條14和15與輸出軸12的舌部20之間的連接相同。然而，與齒輪13到輸出軸12的連接(其是連續(xù)的)相反，齒輪13到輸入軸11的連接可變。在將齒輪13平移到第二聯(lián)接位置G2時(shí)，輸入軸11與齒輪13之間的聯(lián)接被改變。在圖2和圖4至圖5中所示的第二聯(lián)接位置G2,齒輪13已經(jīng)被平移從而使得在輸入軸11與齒輪13之間未實(shí)現(xiàn)連續(xù)聯(lián)接。
[0069]如圖1和圖2中所示，第二對(duì)肋條15未遍布齒輪13的整個(gè)長(zhǎng)度。因此，由于齒輪13的平移運(yùn)動(dòng)，所以當(dāng)齒輪13在第二聯(lián)接位置G2時(shí)，兩個(gè)相對(duì)的縱向舌部16不再與第二對(duì)肋條15接合。相反，舌部16可以在第一對(duì)肋條14的每側(cè)之間形成的兩個(gè)相對(duì)截面腔18內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)約90°。因此，在此第二聯(lián)接位置G2，輸入軸11可以相對(duì)于齒輪13和輸出軸12在有限程度之內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)。
[0070]根據(jù)本發(fā)明，第一聯(lián)接位置G1被布置成用于兩個(gè)相對(duì)方向中的第一個(gè)方向上,并且第二聯(lián)接位置G2被布置成僅用于兩個(gè)相對(duì)方向中的第二個(gè)方向上。
[0071]這提供了以下可能性:在輸入軸11與輸出軸12碰撞之前以輸入軸11的旋轉(zhuǎn)速度的形式積累慣性，以便提供無需由操作者進(jìn)行抵消的瞬間提升的扭矩。
[0072]這在圖中借助于箭頭示意性地示出。在圖1和圖3中，輸入軸的主要輸入旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)Rilri通過齒輪13作為主要輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)Rww直接傳輸?shù)捷敵鲚S12。
[0073]在圖2和圖4至圖5中，輸入軸的次要輸入旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)Rin_2通過齒輪13作為脈沖Pout和隨后的次要輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)Rwt-2傳輸?shù)捷敵鲚S12。當(dāng)輸入軸11旋轉(zhuǎn)時(shí)在不會(huì)影響齒輪13和輸出軸12的情況下積累了脈沖Ptjut的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由此舌部16與第一對(duì)肋條14之間的碰撞通過齒輪13將具有瞬間提升的扭矩的脈沖從輸入軸11傳送到輸出軸12。
[0074]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，只要致動(dòng)動(dòng)力扳手的觸發(fā)器，或者直到繼續(xù)反轉(zhuǎn)操作所需要的扭矩低于預(yù)定閾值(諸如例如8Nm)時(shí)，重復(fù)脈沖運(yùn)動(dòng)。
[0075]在典型實(shí)例中，使用螺帽扳手來緊固例如螺栓與螺母之間的接頭。緊固是在第一方向上執(zhí)行。當(dāng)需要松開接頭時(shí)，需要瞬間的高扭矩來將螺母從螺栓釋放。這可以借助于本發(fā)明的布置來實(shí)現(xiàn)。
[0076]如以上提及并且如圖4至5中的齒輪13的橫截面圖中所示，第二聯(lián)接位置包括截面腔18形式的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)自由度，其中輸入軸11的舌部16可以在不影響齒輪13和輸出軸12的情況下在相反方向上旋轉(zhuǎn)。
[0077]通過本發(fā)明的齒輪13，第二聯(lián)接位置(圖2和圖4至圖5)將在使得傳動(dòng)裝置碰撞輸出軸12之前提供被積累達(dá)到輸入軸11的旋轉(zhuǎn)一周的一半或更多的瞬間高扭矩。當(dāng)然，旋轉(zhuǎn)游隙可以適于應(yīng)用所需的扭矩。
[0078]為了保證舌部16可以在其中旋轉(zhuǎn)的截面腔18內(nèi)的旋轉(zhuǎn)游隙的可用性，當(dāng)齒輪13在第二聯(lián)接位置G2時(shí)可以將其預(yù)加應(yīng)力。預(yù)加應(yīng)力將用來將輸入軸11與輸出軸12之間的旋轉(zhuǎn)游隙增加到例如圖4中所示的位置。實(shí)際上，輸入軸11本身可以例如借助于螺旋彈簧來預(yù)加應(yīng)力。事實(shí)上，輸入軸11被預(yù)加應(yīng)力是有利的，因?yàn)槠浼词乖趯⑹褂脛?dòng)力扳手時(shí)和輸出軸通過主軸與接頭之間的相互作用固定時(shí)保證旋轉(zhuǎn)游隙。
[0079]替代機(jī)械齒輪，第一聯(lián)接位置G1與第二聯(lián)接位置G2之間的重新定位可以電動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)，優(yōu)選地與反轉(zhuǎn)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)方向同時(shí)實(shí)現(xiàn)。
[0080]在替代實(shí)施方式中，聯(lián)接通過位于工具外的套筒的手動(dòng)操作來實(shí)現(xiàn)。在此實(shí)施方式中，可以提供電子傳感器來記錄齒輪13的位置并且提供齒輪被放置的聯(lián)接位置的信號(hào)。
[0081]另外，動(dòng)力扳手可以提供有用于監(jiān)控齒輪13的當(dāng)前位置的顯示器。
[0082]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，動(dòng)力扳手包括用于將輸入軸11從輸出軸12完全斷開的離合器。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，這通過除了第一聯(lián)接位置G1和第二聯(lián)接位置62之外齒輪13可以放置在第三位置(即，離合器位置)而實(shí)現(xiàn)。離合器位置被布置成需要無限的運(yùn)動(dòng)自由度，這樣使得當(dāng)將齒輪13放置在離合器位置時(shí)可以在完全不會(huì)影響輸出軸12的情況下旋轉(zhuǎn)輸入軸11。
[0083]圖6涉及控制根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)力扳手中的電動(dòng)馬達(dá)的方法。在第一步驟⑴中，以連續(xù)的方式擰緊例如螺釘與螺栓之間的接頭。在大部分實(shí)例中，當(dāng)接頭通過例如螺母扳手來完成時(shí)，設(shè)置目標(biāo)扭矩T 應(yīng)滿足目標(biāo)扭矩T _以證明接頭的質(zhì)量。在所示實(shí)施方式中，在第一步驟(I)中未滿足目標(biāo)扭矩T@0通常這例如在工具的顯示器上以一種方式或另一種方式向操作者進(jìn)行指示。
[0084]響應(yīng)于所述指示，操作者將試圖重制接頭。在連續(xù)操作的動(dòng)力扳手中，不可能通過施加對(duì)應(yīng)于缺失扭矩的正扭矩來完成接頭。這是因?yàn)橥瓿山宇^所需的扭矩如此之高以致于操作者將不能提供所需的抵消作用。因此，接頭在其可以被再次擰緊之前松開。
[0085]然而，將接頭進(jìn)一步擰緊將與松開接頭一樣困難。然而，根據(jù)本發(fā)明，接頭的松開將用作脈沖工具，其中在工具內(nèi)積累慣性，該慣性以一個(gè)或幾個(gè)脈沖的形式傳輸?shù)捷敵鲚S。因此，在某種程度上，本發(fā)明的工具將用作第一(順時(shí)針)方向上的連續(xù)動(dòng)力扳手并且用作第二(逆時(shí)針)方向上的脈沖工具。
[0086]在第一步驟中，電動(dòng)馬達(dá)將在前向方向上旋轉(zhuǎn)從而確保馬達(dá)與主軸之間的傳動(dòng)裝置中可獲得游隙。在特定實(shí)施方式中，在輸入軸11與輸出軸12之間可獲得游隙。這可以響應(yīng)于扳手上的定向銷被相反地設(shè)置并且按下動(dòng)力扳手上的觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)。
[0087]圖6中的曲線的第二步驟(2)對(duì)應(yīng)于輸入軸11與輸出軸12之間的運(yùn)動(dòng)自由度的提供以及在該運(yùn)動(dòng)自由度內(nèi)的馬達(dá)旋轉(zhuǎn)。因此，在對(duì)應(yīng)于步驟(2)的水平線的第一部分中，馬達(dá)可以在前向方向上旋轉(zhuǎn)，并且在步驟(2)的第二部分中，其將在后向方向上加速直到消除游隙，在這之后產(chǎn)生扭矩脈沖并且開始步驟(3)。在步驟(3)中，主軸在后向方向上旋轉(zhuǎn)以松開接頭(通常逆時(shí)針)，這樣使得接頭中的扭矩T減少。
[0088]步驟(3)之后是水平步驟(4)，該步驟再次對(duì)應(yīng)于馬達(dá)與主軸之間的運(yùn)動(dòng)自由度的提供以及所述運(yùn)動(dòng)自由度內(nèi)的馬達(dá)旋轉(zhuǎn)。步驟(5)至(7)對(duì)應(yīng)于隨后的脈沖，其中將馬達(dá)相對(duì)于主軸重新放置的中間步驟未由數(shù)字指示。
[0089]在隨后的步驟(8)中，再次擰緊接頭，并且此時(shí)以完全受控的方式滿足目標(biāo)扭矩T目標(biāo)。
[0090]在圖6中，扭矩被示出為相對(duì)于時(shí)間線性地變化。然而，這是真實(shí)操作的簡(jiǎn)化并且并不始終是這種情況。圖6旨在示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的示例性方法。
[0091]另外，該方法可以包括以下步驟:記錄與由于從輸入軸11到輸出軸12的脈沖引起的輸出軸12的旋轉(zhuǎn)有關(guān)的參數(shù)，將所述參數(shù)與閾值進(jìn)行比較，以及基于所述比較確定是否應(yīng)重復(fù)上述步驟。
[0092]在圖6中所示的實(shí)例中，所記錄的參數(shù)是施加的扭矩，其中如果記錄的扭矩超出所述閾值Ttto則重復(fù)上述步驟。如果記錄的扭矩T低于閾值Ttto則可以結(jié)束操作。在圖6中所示的實(shí)例中，在對(duì)應(yīng)于第四連續(xù)脈沖的步驟(7)中，記錄的扭矩T低于閾值Ttto。
[0093]替代記錄扭矩，可以記錄輸出軸12或主軸的角位置α。在此狀況下，可以將所記錄的角位置α與目標(biāo)角位置athr進(jìn)行比較，當(dāng)滿足特定目標(biāo)角位置Cithr時(shí)可以結(jié)束此反轉(zhuǎn)。另外，有可能記錄作用在接頭中的夾緊力F，例如通過超聲波或者通過基于施加的扭矩的估計(jì)。在此狀況下，以對(duì)應(yīng)的方式將實(shí)際夾緊力F與閾值Ftto進(jìn)行比較。
[0094]然而，記錄參數(shù)的步驟是可選的。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，重復(fù)使得馬達(dá)前向和反向的連續(xù)步驟直到操作者釋放觸發(fā)器。就此而言，當(dāng)松開接頭時(shí)使用的動(dòng)力扳手的反向模式的功能對(duì)應(yīng)于脈沖工具的功能。
[0095]以上，參考特定實(shí)施方式描述了本發(fā)明。然而，本發(fā)明并不限于這些實(shí)施方式中的任一個(gè)。相反，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。換言之，聯(lián)接的所示示例性實(shí)施方式僅是在本發(fā)明范圍內(nèi)可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員容易地實(shí)現(xiàn)的若干構(gòu)造解決方案中的之一。
【權(quán)利要求】
1.一種用于緊固和松開接頭的電動(dòng)動(dòng)力扳手，其中動(dòng)力扳手包括: -用于將扭矩傳送到接頭的主軸， -布置成在兩個(gè)相反的旋轉(zhuǎn)方向上選擇性地驅(qū)動(dòng)所述主軸的電動(dòng)馬達(dá)， -用于控制所述電動(dòng)馬達(dá)的所述驅(qū)動(dòng)的控制單元，以及 -將所述電動(dòng)馬達(dá)連接到所述主軸的傳動(dòng)裝置， 其特征在于，所述控制單元具有第一驅(qū)動(dòng)模式，其中所述控制單元被適配成控制所述電動(dòng)馬達(dá)使得當(dāng)其在前向方向上被驅(qū)動(dòng)時(shí)傳送連續(xù)扭矩，并且使得其在相反的后向方向上被驅(qū)動(dòng)時(shí)傳送扭矩脈沖，其中所述傳動(dòng)裝置包括固有的游隙并且其中所述扭矩脈沖在所述游隙內(nèi)產(chǎn)生。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)動(dòng)力扳手，其中通過首先在所述前向方向上旋轉(zhuǎn)所述馬達(dá)以增加所述游隙并且隨后在所述后向方向上加速所述馬達(dá)以產(chǎn)生所述后向方向上的扭矩脈沖來產(chǎn)生所述后向方向上的所述扭矩脈沖。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)動(dòng)力扳手，其中所述控制單元被布置成: -在所述后向方向上加速所述馬達(dá)的步驟之后，記錄與輸出軸(12)的旋轉(zhuǎn)有關(guān)的參數(shù)(T、a、F)， -將參數(shù)(T、a、F)與閾值(Tthr、a thr、Fthr)進(jìn)行比較，以及 -基于所述比較，確定是否應(yīng)產(chǎn)生新的扭矩脈沖以及是否應(yīng)重復(fù)所有步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電動(dòng)動(dòng)力扳手，其中只要在所述第一模式下在所述后向方向上驅(qū)動(dòng)所述馬達(dá)，則間歇地產(chǎn)生所述扭矩脈沖。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)動(dòng)力扳手，其中所述動(dòng)力扳手包括可以選擇性地放置在第一或第二聯(lián)接位置(G1 ；G2)的齒輪(13)，其中第一聯(lián)接位置(Gl)提供輸入軸(11)到輸出軸(12)的旋轉(zhuǎn)的連續(xù)傳輸并且第二聯(lián)接位置(G2)提供包括其中可以在至少所述后向方向上接合輸出軸(12)之前在不會(huì)影響輸出軸(12)的情況下旋轉(zhuǎn)輸入軸(11)的有限運(yùn)動(dòng)自由度(18)的傳輸，其中所述控制單元被布置成控制所述馬達(dá)以使得在所述第一驅(qū)動(dòng)模式下，在前向方向上使用第一聯(lián)接位置(Gl)并且在后向方向上使用第二聯(lián)接位置(G2) ο
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動(dòng)動(dòng)力扳手，其中齒輪(13)是可以在第一聯(lián)接位置(G1)與第二聯(lián)接位置(G2)之間平移的套筒。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)動(dòng)力扳手，其中提供電子傳感器來記錄齒輪(13)的位置并且用信號(hào)向所述控制單元提供齒輪(13)被放置的聯(lián)接位置(G1 ;G2)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動(dòng)動(dòng)力扳手，其中所述動(dòng)力扳手具備用于監(jiān)控齒輪(13)的當(dāng)前位置的顯示器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)動(dòng)力扳手，其中所述控制單元被布置成控制以下步驟: -響應(yīng)于齒輪(13)被記錄成放置在第二聯(lián)接位置(G2)中，通過在后向方向上旋轉(zhuǎn)所述馬達(dá)來在輸入軸(11)與輸出軸(12)之間提供運(yùn)動(dòng)自由度(18)，以及 -在運(yùn)動(dòng)自由度(18)中在所述前向方向上加速輸入軸(11)，這樣使得輸入軸(11)的所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)將在其與所述輸出軸之間進(jìn)行接合時(shí)作為脈沖傳輸?shù)捷敵鲚S(12)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)動(dòng)力扳手，其中所述動(dòng)力扳手具有其中在兩個(gè)方向上連續(xù)地驅(qū)動(dòng)所述馬達(dá)的第二驅(qū)動(dòng)模式和其中在兩個(gè)方向上間歇地驅(qū)動(dòng)所述馬達(dá)的第三驅(qū)動(dòng)模式。
11.一種控制用于緊固和松開接頭的動(dòng)力扳手中的電動(dòng)馬達(dá)的方法，其中動(dòng)力扳手包括: -用于將扭矩傳送到接頭的主軸， -布置成在兩個(gè)相反的旋轉(zhuǎn)方向上選擇性地驅(qū)動(dòng)所述主軸的電動(dòng)馬達(dá)， -用于控制所述電動(dòng)馬達(dá)的所述驅(qū)動(dòng)的控制單元，以及 -將所述電動(dòng)馬達(dá)連接到所述主軸的傳動(dòng)裝置，所述傳動(dòng)裝置具有固有的游隙， 其特征在于，其中所述電動(dòng)馬達(dá)在前向方向上傳送連續(xù)扭矩并且在相反的后向方向上傳送扭矩脈沖的第一驅(qū)動(dòng)模式，其中所述傳動(dòng)裝置包括固有的游隙并且其中所述扭矩脈沖在所述游隙內(nèi)產(chǎn)生。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述后向方向上的所述扭矩脈沖通過以下步驟產(chǎn)生: (a)在所述前向方向上旋轉(zhuǎn)所述馬達(dá)以增加所述游隙，以及 (b)隨后在所述后向方向上加速所述馬達(dá)以產(chǎn)生扭矩脈沖。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟: (C)記錄與由于產(chǎn)生的扭矩脈沖引起的與所述主軸的所述旋轉(zhuǎn)有關(guān)的參數(shù)(T、a、F)， (d)將參數(shù)(T、a、F)與閾值(Ttto、athr,Fthr)進(jìn)行比較，以及 (e)基于所述比較，確定是否應(yīng)重復(fù)所有步驟(a)至(e)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中步驟(C)中記錄的參數(shù)是施加的扭矩(T)，其中如果記錄的扭矩⑴超出閾值(Ttto)則重復(fù)所有步驟(a)至(e)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述記錄的扭矩(T)低于閾值(Tthr)則結(jié)束所述操作。
【文檔編號(hào)】B25B21/02GK104245235SQ201380017910
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月3日
【發(fā)明者】K·J·拉爾斯埃斯馬克 申請(qǐng)人:阿特拉斯·科普柯工業(yè)技術(shù)公司