具有扭矩传感器的电动式手持工具和认证系统的制作方法

本发明涉及具有扭矩传感器的电动式手持工具、相关的认证系统和方法。

背景技术：

1、车辆中比如用以附接车轮的螺母或螺栓的扭矩调节目前是由车间机械师用机械扭矩扳手手动完成的。相应的最大扭矩主要是经由机械滑动离合器或气动压力来设定的。这样做的缺点是，不可能验证是否使用了正确的扭矩。换句话说，没有实际应用的相应的扭矩值的可追踪记录。

2、然而，安全法规要求精确地设定单独指定的扭矩，这取决于车辆类型和相应的轮辋类型。目前，例如在有疑问的情况下，汽车修理店不可能证明已经应用了正确的设定。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服上述缺点中的至少一些缺点。

2、该目的通过根据权利要求1的电动式手持工具来实现。

3、根据本发明的电动式手持工具包括：驱动单元，驱动单元用于驱动电动式手持工具的轴并且构造成经由轴驱动电动式手持工具的承窝或能够连接至电动式手持工具的承窝；扭矩传感器，扭矩传感器用于测量经由驱动单元施加至轴的扭矩；控制单元，控制单元用于控制驱动单元以将所测量的扭矩限制成预定值和/或将所测量的扭矩调节成公差范围内的预定值；以及发射器，发射器用于将数据从电动式手持工具传输至外部存储器，该数据包括最终扭矩值。根据本发明的电动式手持工具可以是冲击扳手或螺丝刀。控制单元可以确定施加至轴的最终测量的扭矩值，并且可以控制发射器将最终施加的扭矩值传输至外部存储器。将扭矩值限制成预定值可以提供低于预定值或高于预定值的最终扭矩值。因此，预定值可以分别是最大扭矩值或最小扭矩值。

4、承窝可以是电动式手持工具的一部分，或者能够连接至电动式手持工具。承窝可以接纳紧固元件比如螺母、螺栓或螺钉，(例如在冲击扳手或螺丝刀的情况下)，该紧固元件可以被驱动并且固定至物体。控制单元接收来自扭矩传感器的测量信号，并且控制驱动单元通过增加扭矩来调节施加的扭矩值，直到该扭矩值处于用于当前紧固过程的预定值周围的预限定的公差范围内。该预定值和/或公差范围可以储存在电动式手持工具的存储器中。例如，公差范围可以是预定的扭矩值的10％或更小、优选地例如是预定的扭矩值的5％或更小。

5、在根据本发明的电动式手持工具的改进方案中，扭矩传感器可以包括磁致伸缩式扭矩传感器或应变计。

6、磁致伸缩式扭矩传感器具有在不同的环境中提供可靠且可重复的测量的优点。

7、在进一步的改进方案中，磁致伸缩式扭矩传感器可以包括轴的磁化部分以及用于检测轴的外部的磁场变化的磁场传感器。轴可以是实心轴或空心轴。

8、在该改进方案中，从动轴被磁化并且磁场被设置在磁化部分附近，以确定在施加扭矩时的磁场变化，该扭矩导致轴的扭转，并且从而在磁场传感器的位置处由于逆磁致伸缩效应而产生磁场变化。轴的磁化可以在电动式手持工具的制造期间被提供，并且与施加的扭矩相关的磁场传感器信号的校准可以储存在传感器的存储器中。

9、根据另一改进方案，磁致伸缩式扭矩传感器可以包括盘的磁化部分、比如盘的辐条以及用于检测盘的外部的磁场变化的磁场传感器。盘可以是轮状的、在盘的内部与外部之间具有辐条。

10、在该改进方案中，轴可以连接至盘的中央部分，并且承窝可以连接至盘的外部部分。因此，当轴被驱动时，盘受到应力，并且盘的磁化部分在磁场传感器的位置处经由逆磁致伸缩效应产生磁场变化。特别地，盘可以具有连接盘的内部部分和外部部分的辐条，并且一个或更多个辐条可以被磁化。盘的磁化可以在电动式手持工具的制造期间被提供，并且磁场传感器信号的与施加的扭矩相关的校准可以储存在传感器的存储器中。

11、根据另一改进方案，电动式手持工具还可以包括能够与壳体分离的附加模块，并且该附加模块包括轴的延伸部分，其中，扭矩传感器设置在附加模块中。

12、在该改进方案中，附加模块是可以在需要扭矩测量和/或在需要认证(参见下文)时使用的独立的部件。附加模块可以在该模块的一侧连接至轴，并且在该模块的相反侧连接至承窝。从动轴继而可以驱动模块的轴的延伸部分。

13、在另一改进方案中，电动式手持工具还可以包括选自具有以下各者的组中的至少一者：用于确定电动式手持工具的地理位置的单元；用于确定扭矩施加的当前时间和/或持续时间的时钟单元；用于确定轴的旋转数目或旋转角度、特别是在已经达到最小扭矩值之后确定轴的旋转数目或旋转角度的单元；用于确定通过电动式手持工具紧固有紧固元件、比如螺栓或螺母的物体的物体数据的单元；以及用于确定紧固元件的类型和/或材料的单元。

14、这具有的优点在于，可以记录电动式手持工具的精确位置和/或当前时间和/或持续时间和/或紧固有紧固元件的物体的物体数据和/或紧固元件的类型和/或材料，每一者都与当前紧固过程相关。

15、这可以进一步改进的是，用于确定物体数据的单元和/或用于确定紧固元件的类型和/或材料的单元可以包括扫描单元，扫描单元用于扫描来自物体和/或紧固元件的一个或更多个标签、比如条形码或qr码，特别地用于确定和设定预定的扭矩值和/或公差范围。扫描单元可以是用于确定物体数据的单元和用于确定紧固元件的类型和/或材料的单元两者所共用的。

16、根据另一改进方案，物体可以是车辆或者车辆的车轮，并且物体数据可以包括车辆识别数据、车轮数据比如车轮的轮辋数据以及预限定的扭矩值中的至少一者，或者物体可以是组装部件、比如玻璃元件或建筑面板，并且物体数据可以包括作为预定的扭矩值的最小扭矩值。

17、在进一步的改进方案中，电动式手持工具可以包括用于储存测量数据、比如上述数据或值的存储单元。

18、根据另一改进方案，传输的数据还可以包括由单元(i)至单元(v)中的一者或更多者获得或确定的数据。数据、比如上述数据或值可以因此被传输至外部存储器(文档装置)以用于进一步处理。数据可以(使用例如蓝牙、wifi、移动网络)无线地传输或者经由有线连接传输。

19、本发明还提供了一种认证系统，该认证系统包括根据该改进方案的电动式手持工具以及文档装置，该文档装置包括用于接收测量数据的接收器和用于储存测量数据的存储器。

20、在认证系统的改进方案中，文档装置配置成生成包括测量数据中的一者或更多者的数字或印刷证书，特别地用于证明测量数据符合相应的安全标准。

21、本发明还提供了一种认证方法，该认证方法包括以下步骤：驱动电动式手持工具的轴，并且经由该轴驱动连接至电动式手持工具的承窝，并且驱动接纳在承窝中的紧固元件；通过扭矩传感器测量经由驱动单元施加至轴的扭矩；将所测量的扭矩限制成预定值和/或将所测量的扭矩调节成公差范围内的预定值；将包括施加至紧固元件的最终扭矩值的数据从电动式手持工具传输至文档装置；以及通过文档装置生成包括最终扭矩值的数字或印刷证书。

22、因此，本发明提供了扭矩值的可追踪记录和对应证书的发放。

23、在认证方法的改进方案中，执行了以下其他步骤：确定关于电动式手持工具的地理位置、扭矩施加的当前时间和/或持续时间、轴的旋转数目或旋转角度、通过电动式手持工具紧固有紧固元件比如螺栓或螺母的物体的物体数据、紧固元件的类型和/或材料中的至少一者的数据；将所确定的数据传输至文档装置；以及生成包括所传输的数据的数字或印刷证书。

24、下文将借助于附图对本发明的其他特征和示例性实施方式以及优点进行更详细的说明。明显的是，这些实施方式没有详尽地阐述本发明的领域。还明显的是，下面描述的特征中的一些特征或全部特征也可以以不同的方式相互组合。