电力工具的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种电动的扭矩传递动力工具，包括：外壳（10），其具有前端（10a）和后端（10b）；电动的扭矩传递马达（12），其具有转子（14），所述转子（14）布置成相对于定子（13）转动；输出轴（16），其布置在外壳（10）的前端（10a）；以及脉冲单元（15），其间歇地将所述马达（12）联接至所述输出轴（16），其中所述脉冲单元（15）包括连接于所述马达转子（14）的惯性驱动构件（18）。所述转子（14）和所述惯性驱动构件（18）刚性地无运动地相互组装，以形成一个整体的能够旋转的结构，所述结构作为一个单个单元安装在所述外壳（10）内。
【专利说明】电力工具【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电动的扭矩传递动力工具，例如拧紧机。具体地，本发明涉及一种具有相互连接的电动马达和扭矩动力产生脉冲单元的工具。
【背景技术】
[0002]在传统的扭矩传递动力工具中，马达和扭矩动力产生脉冲单元分别安装有轴承，并且马达和脉冲单元通过例如是六边形或方形的公母连接部件相互连接，这样相互连接以使得它们之间必然存在运动或者容差。相对于部件制造公差，相互连接的部件之间的容差对于装配是不可避免的。
[0003]这种传统装置中固有的问题是在例如是六边形公母连接部件之间形成的缝隙会增大。所述缝隙将会增大，一方面是因为马达的接合运转，以及另一方面是因为脉冲单元的部分相对运转。在这个过程中，所述连接将慢慢恶化以致于迟早将不得不同时更换。 [0004]进一步地，这种连接具有相当大的间隙(backlash)和弹性。因此，系统中将会产生不稳定的扭矩脉冲传递，因此马达部件存储的能量的扭矩贡献不是最优的。
[0005]因此，需要一种新的马达和脉冲单元之间的改进的连接布置，其能够延长马达和脉冲单元的使用寿命。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种电动的扭矩传递动力工具，所述工具比传统扭矩传递动力工具更加耐用和更有效率。本发明的具体目的在于提供一种马达和脉冲单元之间的改进连接，以实现所述工具的更高的效率，减轻的重量和/或延长的寿命。
[0007]本发明涉及一种电动的扭矩传递动力工具,包括:外壳,其具有前端和后端；电动的扭矩传递马达，其具有转子，所述转子布置成相对于定子转动；输出轴，其布置在外壳的前端；以及脉冲单元，其间歇地将所述马达联接至所述输出轴，其中所述脉冲单元包括连接于所述马达转子的惯性驱动构件。所述转子和所述惯性驱动构件刚性地无运动地相互组装，以形成一个整体的能够旋转的结构，所述结构作为一个单个单元安装在所述外壳内。
[0008]根据本发明的工具限制了工具的相互连接的部件之间的运动的可能性，这样实质上不会存在由于疲劳或者重复冲程导致的磨损。
[0009]进一步地，本发明的工具的结构就现有技术装置的结构而言更加紧凑。本发明的工具能做的更小是一个优点，且因为本发明工具能够布置成以更加有效的方式吸收马达和脉冲单元产生的力，这样给操作者总体上更加适合的工具操控感。
[0010]在现有技术中，转子和惯性驱动构件相对于外壳分别轴颈相接，典型地使用三个或者更多轴承。由于结构中的制造公差和轴颈轴承不同的轴向位置，这样一个系统永远不能真正的同轴。外部结构的外壳部件的任何偏离或者不对准将会造成转子和惯性驱动构件之间存在角度。这种角度将反过来降低传统地连接转子和惯性驱动构件的扭矩传输六边形接头的有效硬度，这使得在系统中引入与所需刚度冲突的显著弹性。[0011]由六边形接头具有小径向尺寸这一事实，弹性是增加的，对于容许马达轴承装配在轴外部是必要的。由于转子和惯性驱动构件一次装配一个到支撑结构中，六边形接头必须具有足够的间隙来容许部件在装配和拆卸期间共同滑动。考虑到这种六边形接头部件的必要制造公差和在淬火硬化工艺期间空间变化的容差，角间隙将具有某些典型度数的初始值。
[0012]重复的扭矩脉冲在操作期间通过六边形接头来回传送，这将会通过磨损和疲劳效应逐渐使接头劣化，使得间隙随着时间趋于增加。这进一步减少了有效刚度。其它的失效方式(像轴的碎裂的或者损坏)也经常发生，这限制了传统系统的寿命。
[0013]另一方面，本发明的思想是转子和惯性驱动构件应该刚性地无缝隙或无运动地相互组装，以形成一个整体的可旋转结构，其能作为一个单个单元安装于所述外壳内。使用所述本发明的技术方案，转子和惯性驱动构件相对于外壳的任何运动将会一致，和现有技术不同，现有技术中允许马达和惯性驱动构件分别相对于彼此运动。
[0014]根据本发明的工具的一个优点是比传统工具具有更高的特定扭矩输出。另一个优点是由于转子和惯性驱动构件的整体的可旋转结构，能够去除一个或者多个轴颈轴承。这将会减小系统的尺寸、重量和摩擦力。将摩擦力尽可能地降低非常重要，因为具有低固有摩擦力会比具有高固有摩擦力的系统产生更少的热量。
[0015]本发明的其他目的和优点将在随附的说明书和权利要求书中表明。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]以下具体描述参照附图，其中:
[0017]图1为根据本发明的第一实施例的电动的扭矩传递动力工具的横截面视图。
[0018]图2为图1所示的工具的局部详细视图。
[0019]图3为根据本发明的第二实施例的电动的扭矩传递动力工具的局部详细视图。【具体实施方式】
[0020]图1示意性显示的电动的扭矩传递动力工具包括外壳10和把手11。所述把手11可以包括致动器(未示出)，优选地为扳机的形式，以用来控制工具的电力。进一步地，把手11可以包括至电池或者电力网络的连接。所述工具还包括电动马达12和扭矩动力产生脉冲单元15，所述电动马达包括定子13和转子14，所述扭矩动力产生脉冲单元具有输出轴16以连接至插座(未示出)。
[0021]扭矩动力产生脉冲单元15的功能是本领域技术人员已知的，在本申请中不再详细描述。在国际专利申请W091/14541中具有对脉冲单元的功能更为详细的描述。
[0022]本发明的第一实施例中马达12和脉冲单元15的详细视图在图2中示出。本发明的一个优点是马达转子14和脉冲单元15紧密装配以形成一个单个的结构，以使得相互连接的部件之间没有缝隙或者运动。这可以通过两种以不同方式来实现，图2和图3分别示出了关于这两种方式的可能的实施例。
[0023]在第一实施例中(例如是如图1和图2所示的实施例)，定子13布置在转子14内部。典型地定子13包括传统的电气绕组17。转子14包括永磁体35，所述永磁体35位于转子14内部。在本发明未示出的供选择的实施例中，转子可以布置于定子内部而不是在定子外部。
[0024]在图1和图2所示的实施例中，转子14分别通过公母连接部件20和22连接于脉冲单元15的圆柱形惯性驱动构件18。在示出的实施例中，公连接部件20和母连接部件22的连接包括母连接部件22的内部和公连接部件20的外部之间的花键联接21。如本申请的背景部分所讨论的，所述花键联接21在传统电动的扭矩传递动力工具中为脉冲单元和马达之间的唯一连接。
[0025]在本发明的装置中，螺钉19布置于中间从转子14穿入到公连接部件20。这种布置创造出夹紧力，以保证圆柱形惯性驱动构件18和转子14均刚性地且固定地相互装配，例如:轴向、角向或者径向上，它们之间不允许有相互运动。作为供替代的选择，螺钉可以布置为从公部件20进入母部件22并在母部件处被固定，例如通过螺母固定。
[0026]通过这种螺钉连接，转子和惯性驱动构件相互组成以形成一个整体可旋转的结构，其能作为一个单个单元安装在所述外壳内。这意味着由转子14和惯性驱动构件18形成的单元可以安装在关节轴承上，且因此所述单元总共仅需要2个轴承。
[0027]为了保证转子14和惯性驱动构件18均对于外壳10稳定，中间轴承23(例如滚珠轴承)夹持在母部件22的外部。所述中间轴承23的外部通过支撑环36连接到外壳10的内部。因此，通过所述中间轴承23，转子14和惯性驱动构件18都相对于彼此以及对于外壳10稳定。
[0028]除了中间轴承23，外壳内部仅需要一个另外的轴承来稳定相结合的马达-脉冲单元。所述另外的轴承可以被布置在外壳10的后端IOb处(例如在转子上)，或者布置在外壳前端IOa处在惯性驱动构件18上。
[0029]在示出的实施例中，前轴承24 (滚珠轴承)布置于输出轴16上。前轴承24按照传统方式布置，从而使得输出轴16在轴向和径向上稳定。进一步地，前轴承在轴向上对稳定惯性驱动构件18作出贡献，从而使得惯性驱动构件和输出轴16之间不允许有轴向运动。
[0030]在第二实施例中，如图3所示，转子14和惯性驱动构件18之间的相互连接按照不同方式布置。在这个实施例中转子14仍然布置于定子13外部。相对于第一实施例的第一个不同是轴承的位置。在第二实施例中，后轴承25 (例如是止推轴承)布置于外壳10的后方，在马达12后面且与定子13同轴对齐。后轴承25布置于实体后端部件26内部，该实体后端部件26包括插入定子13并与定子13固定连接的中心杆27。所述实体后端部件26进一步包括后罩板28和从后罩板28向前延伸的挡环29。
[0031 ] 后轴承25布置于实体后端部件26的挡环29内。S型轴承连接部件30布置成其一端在后轴承25内而相对一端连接到转子14内。按这种位置，后轴承25使转子14相对于外壳10和定子13均稳定。这种双重稳定效果通过实体后端部件26实现,该实体后端部件将定子13和外壳10均稳固地连接到转子14。连至转子14的连接当然是通过后轴承25和轴承连接部件30实现的。
[0032]第二实施例对于第一实施例的另外的不同之处在于转子14和惯性驱动构件18之间的连接。在第二实施例中转子14通过花键联接31而组装至圆柱形惯性驱动构件18。除了花键联接31，转子14的前端32在惯性驱动构件18的后外围39上邻接于联接环33。这种邻接保证转子14不会相对于惯性驱动构件18向前移动，反之亦然。
[0033]为了禁止在相反的轴向上的相互运动(例如在分开的方向上)，提供一种实体板形式的块体34。块体34限制转子14的花键联接部件32离开惯性驱动构件18的花键联接部件39。块体34通过至少三个螺钉38固定于惯性驱动构件18的实体部分。这种布置提供了转子14和惯性驱动构件18之间在轴向和径向上都非常稳固的连接。在第二实施例中没有设置围绕转子14和惯性驱动构件18之间的连接布置的中间轴承。
[0034]在第二实施例中，前轴承24布置在输出轴16上，与第一实施例具有相同的方式。同样地，前轴承24在轴向和径向上均使输出轴16稳定。另外，前轴承在轴向上稳定惯性驱动构件18，从而使得惯性驱动构件18和输出轴16之间不允许有轴向运动。
[0035]本发明的两个实施例均可以包括解析器磁体(resolver magnet)37以探测扭矩传递工具的旋转部件的旋转运动。通过所述探测，能够计算出所述旋转部件的阻滞大小。这种装置本身已被本领域技术人员知晓，并且在例如EP1379361B1中被描述。
[0036]解析器磁体37的最佳位置在所提出的实施例中均不同。在第一实施例中，如图2所示，解析器磁体37位于惯性驱动构件18的后端周围，靠近中间轴承23。
[0037]在第二实施例中，如图3所示，解析器磁体37反而位于惯性驱动构件18的前端周围，靠近前轴承24。因此在两个实施例中解析器磁体37都是位于靠近于轴承。这样是有利的，因为轴承的固定作用意味着解析器磁体37的旋转干扰将会保持在最小程度。
[0038]在未示出的第三个实施例中，转子14和惯性驱动构件18由一个单个金属块形成为一个单元。在这样实施例中，转子14和惯性驱动构件18当然将会完全刚性地相互组装，它们之间不会有任何位移或者偏离运动。必须注意的是所选择的用于整体单元的材料要足够硬度以承受作用在惯性驱动构件18上的脉冲，但是同时是有磁性的，以使得转子14上的永磁体35的磁场不会有负面影响。然而，选择能够具有为上述目的所需性能的材料对本领域技术人员是显而易见的。优选地，这样的整体的转子14和惯性驱动构件18仅需要用两个轴承轴颈连接:一个前轴承和一个后轴承，或者一个中间轴承和一个后轴承或前轴承。
[0039]以上，通过实例本发明参照具体实施例进行了描述。本发明并不限于任何一种的上述实施方式。而本发明限制于随附的权利要求书的范围。
【权利要求】
1.一种电动的扭矩传递动力工具，包括:外壳(10)，其具有前端(IOa)和后端(IOb);电动的扭矩传递马达(12)，其具有转子(14)，所述转子(14)布置成相对于定子(13)转动；输出轴(16)，其布置在外壳(10)的前端(10a)；以及脉冲单元(15)，其间歇地将所述马达(12)联接至所述输出轴(16)，其中所述脉冲单元(15)包括连接于所述马达转子(14)的惯性驱动构件(18);其特征在于:所述转子(14)和所述惯性驱动构件(18)刚性地无运动地相互组装，以形成一个整体的能够旋转的结构，所述结构作为一个单个单元安装在所述外壳(10)内。
2.根据权利要求1所述的电动的扭矩传递动力工具，其中所述整体的能够旋转的结构仅安装有两个轴承(23、24、25)。
3.根据权利要求1或2所述的电动的扭矩传递动力工具，其中所述转子(14)通过花键联接(31)固定于所述惯性驱动构件(18)，所述花键联接(31)通过螺钉连接块(34)锁定位置。
4.根据权利要求3所述的电动的扭矩传递动力工具，其中所述转子(14)具有花键前端(32)，所述花键前端(32)固定于惯性驱动构件(18)的花键后端(39)外部以形成所述花键联接(31)，并且其中所述转子(14)的前端(32)在惯性驱动构件(18)的外部上邻接于联接环(33)，所述螺钉连接块(34)布置为将转子(14)和惯性驱动构件(18)锁定在相互邻接的位置。
5.根据权利要求4所述的电动的扭矩传递动力工具，其中在马达(12)后方后轴承(25)连接至所述转子(14)。
6.根据权利要求5所述的电动的扭矩传递动力工具，其中所述轴承(25)与所述定子(13)同轴对齐并且位于实体后端部件(26)的前部，所述后端部件(26)包括插入定子(13)并固定连接至定子(13)的中心杆(27)、后罩板(28)以及从后罩板(28)向前延伸的挡环(29)，其中所述后轴承(25)由所述锁环(29)支撑。
7.根据权利要求6所述的电动的扭矩传递动力工具，其中所述后轴承(25)布置在挡环(29)内，并且其中S型轴承连接部件(30)布置为其一端在止推轴承(25)内而相对一端连接到转子(14)。
8.根据权利要求1或2中任一项所述的电动的扭矩传递动力工具，其中所述转子(14)通过公连接部件(20)和母连接部件(22)之间的连接而固定至惯性驱动构件(18)，以在其之间传递扭矩，并且其中中间轴承(23)夹持在所述连接部件(20，22)的外部，所述中间轴承(23)布置为固定连接到外壳(10)，以防止连接的公母连接部件(20，22)之间有任何相互的轴向运动并将公母连接部件(20，22)相对于外壳(10)固定。
9.根据权利要求8所述的电动的扭矩传递动力工具，其中螺钉(19)中心地设置在所述公母连接部件(20，22)之间，从而实现将公母连接部件(20，22)相互固定的轴向夹紧力。
10.根据权利要求8或9中任一项所述的电动的扭矩传递动力工具，其中所述公母连接部件(20，22)通过花键联接(21)相互连接，所述花键联接(21)将公连接部件(20)的外部连接到母连接部件(22)的内部。
11.根据权利要求1或2中任一项所述的电动的扭矩传递动力工具，其中所述转子(14)和所述惯性驱动构件(18)由一个单个金属块而形成为一个单元。
12.根据上述权利要求中任一项所述的电动的扭矩传递动力工具，其中前轴承(24)布置在所述外壳(10)和所述输出轴(16)之间。
13.根据上述权利要求中任一项所述的电动的扭矩传递动力工具，其中在所述惯性驱动构件(18)外围周围布置有解析器磁体(37)，所述解析器磁体(37)探测扭矩传递工具的旋转部件的旋转运动。
【文档编号】B25B21/02GK103648722SQ201280032026
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年6月14日 优先权日:2011年6月30日
【发明者】E·M·P·奎贝里, A·U·内尔松 申请人:阿特拉斯·科普柯工业技术公司