專利名稱：關(guān)斷式扭力扳手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及關(guān)斷式扭力扳手，具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)；一個(gè)由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的扭緊工具夾具；一個(gè)在驅(qū)動(dòng)路徑中設(shè)在所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)與所述扭緊工具夾具之間的越位鎖緊離合器(Ueberrastkupplung)；及一個(gè)關(guān)斷裝置，用于當(dāng)由于在驅(qū)動(dòng)路徑中達(dá)到預(yù)給定轉(zhuǎn)矩使所述越位鎖緊離合器分離時(shí)關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
上述類型的關(guān)斷式扭力扳手被應(yīng)用在工業(yè)中，特別用于汽車工業(yè)中，以便用預(yù)定的緊固轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生螺紋連接。這種關(guān)斷式扭力扳手例如已由本申請(qǐng)人的DE 44 30 186 A1公開(kāi)。該公開(kāi)的關(guān)斷式扭力扳手在其電驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)與扭緊工具夾具之間的驅(qū)動(dòng)路徑中設(shè)有一個(gè)越位鎖緊離合器，當(dāng)達(dá)到預(yù)定的緊固轉(zhuǎn)矩時(shí)它自動(dòng)地分離及有效地限制了轉(zhuǎn)矩。該公開(kāi)的關(guān)斷式扭力扳手還設(shè)有一個(gè)關(guān)斷裝置，當(dāng)越位鎖緊離合器分離時(shí)該關(guān)斷裝置關(guān)斷或制動(dòng)其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。在本申請(qǐng)人的新式關(guān)斷式扭力扳手上該關(guān)斷裝置包括一個(gè)設(shè)置在越位鎖緊離合器區(qū)域中的微型開(kāi)關(guān)，當(dāng)離合器分離時(shí)該微型開(kāi)關(guān)-如在DE 44 30 186 A1的越位鎖緊離合器中-將由一個(gè)可運(yùn)動(dòng)地支承的開(kāi)關(guān)滑塊操作。當(dāng)該微型開(kāi)關(guān)被操作時(shí)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)被該關(guān)斷裝置短路及由此很快地制動(dòng)，因此可防止超過(guò)給定的緊固轉(zhuǎn)矩。但已確定，由于在越位鎖緊離合器分離時(shí)出現(xiàn)的加速度超過(guò)50g，隨著時(shí)間推移可引起微型開(kāi)關(guān)的損壞及由此引起關(guān)斷式扭力扳手的失效。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提出了關(guān)斷式扭力扳手，具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)；一個(gè)由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的扭緊工具夾具；一個(gè)在驅(qū)動(dòng)路徑中設(shè)在所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)與所述扭緊工具夾具之間的越位鎖緊離合器；及一個(gè)關(guān)斷裝置，用于當(dāng)由于在驅(qū)動(dòng)路徑中達(dá)到預(yù)給定轉(zhuǎn)矩使所述越位鎖緊離合器分離時(shí)關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，其中該關(guān)斷裝置包括一個(gè)傳感器，該傳感器對(duì)所述越位鎖緊離合器分離時(shí)產(chǎn)生的加速度脈沖響應(yīng)。
相比之下，根據(jù)本發(fā)明的關(guān)斷式扭力扳手具有其優(yōu)點(diǎn)，即它通過(guò)在越位鎖緊過(guò)程中產(chǎn)生的加速度脈沖無(wú)接觸地檢測(cè)越位鎖緊離合器的分離及由此可避免由于機(jī)械開(kāi)關(guān)操作產(chǎn)生的故障。因?yàn)橐环矫嬖谠轿绘i緊離合器分離時(shí)產(chǎn)生的加速度脈沖相當(dāng)強(qiáng)，以致在關(guān)斷式扭力扳手中到處可檢測(cè)到它，及另一方面加速度脈沖可由相對(duì)關(guān)斷式扭力扳手的轉(zhuǎn)軸的軸向及徑向的加速度分量相組合，此外該用于檢測(cè)加速度脈沖的傳感器可任意布置地設(shè)置在任意位置上，但最好設(shè)置在關(guān)斷式扭力扳手的殼體內(nèi)部。此外，當(dāng)越位鎖緊離合器分離時(shí)產(chǎn)生的加速度脈沖在大于50g的范圍中及由此在與機(jī)動(dòng)車撞車事故中出現(xiàn)的加速度相同的范圍中，因此作為該傳感器可使用在為機(jī)動(dòng)車撞車事故時(shí)觸發(fā)機(jī)動(dòng)車安全帶拉回系統(tǒng)所開(kāi)發(fā)的及在市場(chǎng)上可廉價(jià)地得到的加速度傳感器。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選構(gòu)型中提出該傳感器是一個(gè)有源傳感器，它可不用專用的電源及在響應(yīng)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)電壓信號(hào)，它可在前置放大后由關(guān)斷裝置用來(lái)關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。對(duì)于這種有源加速度傳感器的一個(gè)優(yōu)選例是壓電式傳感器，其中在越位鎖緊離合器分離而產(chǎn)生的加速度脈沖時(shí)將導(dǎo)致加速質(zhì)量的慣性位移及通過(guò)該位移引起的壓電晶體的變形，通過(guò)該變形再產(chǎn)生出可測(cè)量的電壓信號(hào)。
本發(fā)明的另一優(yōu)選構(gòu)型在于關(guān)斷裝置包括一個(gè)微控制器，在其中對(duì)由加速度傳感器產(chǎn)生的電壓信號(hào)處理及當(dāng)其超過(guò)一個(gè)預(yù)給定的閾值時(shí)使關(guān)斷式扭力扳手的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)關(guān)斷或制動(dòng)。
加速度傳感器可具有這樣的布置，即它僅對(duì)越位鎖緊離合器分離時(shí)產(chǎn)生的軸向或徑向加速度脈沖響應(yīng)；但它最好被這樣地安裝，即它可檢測(cè)徑向及軸向的關(guān)斷式扭力扳手的加速度分量。
最好該加速度傳感器對(duì)50g或更大的加速度脈沖響應(yīng)，其中由傳感器產(chǎn)生的電壓信號(hào)將合乎要求地大于0.5V。


以下將借助附圖通過(guò)一個(gè)實(shí)施例來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明。附圖為圖1具有越位鎖緊離合器的一個(gè)關(guān)斷式扭力扳手的側(cè)視剖面圖；圖2作為當(dāng)越位鎖緊離合器分離時(shí)關(guān)斷式扭力扳手關(guān)斷用的關(guān)斷裝置一部分的加速度傳感器的原理圖；圖3當(dāng)越位鎖緊離合器分離時(shí)加速度傳感器的電壓脈沖或關(guān)斷式扭力扳手殼體的軸向加速度脈沖的波形圖。
具體實(shí)施例方式
附圖中所示的關(guān)斷式扭力扳手2用于產(chǎn)生應(yīng)由一個(gè)預(yù)給定的最大緊固轉(zhuǎn)矩來(lái)緊固的螺紋連接。這種關(guān)斷式扭力扳手2非常普遍地用于汽車制造中，在汽車制造中通常在每個(gè)汽車上有許多的螺紋連接要用相同的最大緊固轉(zhuǎn)矩來(lái)產(chǎn)生。
如圖1中最清楚地表示的，關(guān)斷式扭力扳手2基本由一個(gè)帶有手把部分6的殼體4；一個(gè)設(shè)置在殼體4中的帶有電子控制部分10及減速變速器12的電動(dòng)機(jī)8；一個(gè)可拆卸的與手把部分6下端部鎖合的、用于與電網(wǎng)無(wú)關(guān)地對(duì)電動(dòng)機(jī)8供給直流電的蓄電池組件14；一個(gè)由殼體4伸出的、用于插入一個(gè)扭緊工具(未示出)的扭緊工具夾具16；一個(gè)在關(guān)斷式扭力扳手2驅(qū)動(dòng)路徑中設(shè)在減速變速器12的輸出軸18與扭緊工具夾具16的主軸20之間的越位鎖緊離合器22，該離合器當(dāng)超過(guò)一個(gè)可預(yù)給定的轉(zhuǎn)矩值時(shí)在輸出軸18與主軸20之間形成分離；一個(gè)可由手操作的用于接通電動(dòng)機(jī)8的開(kāi)關(guān)24；以及一個(gè)非接觸地工作的自動(dòng)關(guān)斷裝置26，用于當(dāng)越位鎖緊離合器22分離時(shí)與轉(zhuǎn)矩相關(guān)地關(guān)斷或制動(dòng)電動(dòng)機(jī)8。
越位鎖緊離合器22基本上由一個(gè)離合器環(huán)28組成，該離合器環(huán)可在一個(gè)與扭緊工具夾具16無(wú)相對(duì)扭轉(zhuǎn)地連接的主軸20上軸向地移動(dòng)及被一個(gè)受預(yù)壓的螺旋壓簧30向后朝著輸出軸18的方向上壓。在離合器環(huán)28與輸出軸18的兩個(gè)彼此相對(duì)的端面之間設(shè)有多個(gè)鎖止?jié)L珠32，這些滾珠被卡在兩個(gè)端面中相應(yīng)數(shù)目的、凹槽狀的接收坑中及在達(dá)到預(yù)給定的緊固轉(zhuǎn)矩前用于將力從輸出軸18傳遞到離合器環(huán)28及由此傳遞到主軸20上。
在主軸20的前端處，螺旋壓簧30用其背著離合器環(huán)28的端面支承在一個(gè)調(diào)節(jié)環(huán)34上，為了改變螺旋壓簧30的預(yù)壓力及由此改變待產(chǎn)生的螺紋連接的預(yù)給定緊固轉(zhuǎn)矩，該調(diào)節(jié)環(huán)可借助一個(gè)適合的調(diào)節(jié)工具(未示出)從外面調(diào)節(jié)，即可在主軸20上軸向移動(dòng)。關(guān)于越位鎖緊離合器22的一個(gè)可能結(jié)構(gòu)的更詳細(xì)的細(xì)節(jié)可在開(kāi)始部分所述的DE 44 30 186 A1中看到，在這方面可以參考該文獻(xiàn)。
隨著驅(qū)動(dòng)路徑18，20中轉(zhuǎn)矩的增加，離合器環(huán)28將抵抗螺旋壓簧30的力在軸向上向前移動(dòng)并愈來(lái)愈多地離開(kāi)輸出軸18，其中鎖止?jié)L珠32移出接收坑的程度愈來(lái)愈大，直到最后當(dāng)超過(guò)通過(guò)螺旋壓簧30的相應(yīng)預(yù)壓力預(yù)給定的緊固轉(zhuǎn)矩時(shí)它們將沖擊式地移動(dòng)到離合器環(huán)28或輸出軸18的相鄰接收坑中。在該越位鎖緊過(guò)程中越位鎖緊離合器22被分離及由輸出軸18到主軸20的轉(zhuǎn)矩傳遞中斷。同時(shí)，在該越位鎖緊過(guò)程中將在關(guān)斷式扭力扳手2中產(chǎn)生出顯著的、可由操作者感覺(jué)到的徑向及軸向的加速度脈沖，該加速度脈沖可借助一個(gè)加速度傳感器無(wú)接觸地、即非機(jī)械式地檢測(cè)及可用于電動(dòng)機(jī)8的關(guān)斷或制動(dòng)的啟動(dòng)。
圖2表示一個(gè)適合該用途的、組合在該關(guān)斷裝置26中的加速度傳感器36。在圖2中所示的加速度傳感器36是一種所謂的碰撞傳感器(crashsensor)，如同它用于檢測(cè)機(jī)動(dòng)車撞車事故引起的減速。該加速度傳感器36包括一個(gè)單側(cè)被夾持在一個(gè)支架38中的、由雙壓電晶片板構(gòu)成的壓電彎曲梁(Biegebalken)40，在加速度脈沖的情況下該彎曲梁由于其慣性將在箭頭P的方向上彎曲，如圖2中虛線所示。該壓電梁40的變形將導(dǎo)致梁40的被夾持端部上的電荷位移，該電荷位移將通過(guò)電荷放大器42轉(zhuǎn)換成傳感器36的輸出端44上的電壓信號(hào)。
如圖3中最清楚地表示的，在越位鎖緊過(guò)程中，在本申請(qǐng)人的商業(yè)上通用的關(guān)斷式扭力扳手2中產(chǎn)生的軸向加速度脈沖a具有100g與200g(1g＝重力加速度)之間的強(qiáng)度，這相應(yīng)于傳感器36的輸出端44上產(chǎn)生出1.06V與2.65V之間的電壓信號(hào)U。
在傳感器36的輸出端44上產(chǎn)生的該電壓信號(hào)輸送給電動(dòng)機(jī)8的電子控制部分10，該控制部分包括一個(gè)微控制器(未示出)，它將該電壓信號(hào)的強(qiáng)度與一個(gè)預(yù)定閾值、如0.5V相比較并當(dāng)超過(guò)該閾值時(shí)引起電動(dòng)機(jī)8的立即關(guān)斷或制動(dòng)。
雖然在圖1中所示的關(guān)斷式扭力扳手2上具有加速度傳感器36的關(guān)斷裝置26與電子控制部分10一起被表示在殼體4的后面部分中，但傳感器36原則上可設(shè)在關(guān)斷式扭力扳手2的任何位置上及此外也能以任何的定向來(lái)安裝，因?yàn)榈教幙筛惺艿綇较蚣拜S向的加速度脈沖及它們彼此相疊加。
權(quán)利要求
1.關(guān)斷式扭力扳手，具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)；一個(gè)由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的扭緊工具夾具；一個(gè)在驅(qū)動(dòng)路徑中設(shè)在所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)與所述扭緊工具夾具之間的越位鎖緊離合器；及一個(gè)關(guān)斷裝置，用于當(dāng)由于在驅(qū)動(dòng)路徑中達(dá)到預(yù)給定轉(zhuǎn)矩使所述越位鎖緊離合器分離時(shí)關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，其特征在于該關(guān)斷裝置(26)包括一個(gè)傳感器(36)，該傳感器對(duì)所述越位鎖緊離合器(22)分離時(shí)產(chǎn)生的加速度脈沖響應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的關(guān)斷式扭力扳手，其特征在于該傳感器是一個(gè)有源傳感器(36)，它在響應(yīng)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)電壓信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的關(guān)斷式扭力扳手，其特征在于該傳感器(36)是一個(gè)壓電式傳感器。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的關(guān)斷式扭力扳手，其特征在于所述傳感器(36)對(duì)軸向加速度脈沖響應(yīng)。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的關(guān)斷式扭力扳手，其特征在于所述傳感器(36)對(duì)徑向加速度脈沖響應(yīng)。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的關(guān)斷式扭力扳手，其特征在于所述傳感器(36)對(duì)具有徑向及軸向加速度分量的加速度脈沖響應(yīng)。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的關(guān)斷式扭力扳手，其特征在于所述傳感器(36)對(duì)大于50g及最好大于100g的加速度脈沖響應(yīng)。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的關(guān)斷式扭力扳手，其特征在于所述關(guān)斷裝置(26)包括一個(gè)用于對(duì)由所述傳感器(36)產(chǎn)生的電壓信號(hào)處理的微控制器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的關(guān)斷式扭力扳手，其特征在于該微控制器將所述電壓信號(hào)與一個(gè)預(yù)給定閾值相比較及當(dāng)超過(guò)該閾值時(shí)立即觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(8)的關(guān)斷或制動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種關(guān)斷式扭力扳手(2)，它具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(8)；一個(gè)由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(8)驅(qū)動(dòng)的扭緊工具夾具(16)；一個(gè)在驅(qū)動(dòng)路徑(18，20)中設(shè)在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(8)與扭緊工具夾具(16)之間的越位鎖緊離合器(22)；及一個(gè)關(guān)斷裝置(26)，用于當(dāng)由于在驅(qū)動(dòng)路徑(18，20)中達(dá)到預(yù)給定轉(zhuǎn)矩使越位鎖緊離合器(22)分離時(shí)關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(8)。本發(fā)明提出，該關(guān)斷裝置(26)包括一個(gè)傳感器(36)，該傳感器對(duì)越位鎖緊離合器(22)分離時(shí)產(chǎn)生的加速度脈沖響應(yīng)。
文檔編號(hào)B25B21/00GK1593851SQ20041007523
公開(kāi)日2005年3月16日 申請(qǐng)日期2004年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月11日
發(fā)明者邁克·福格特 申請(qǐng)人:羅伯特·博施有限公司