SE534472C2

SE534472C2 - Portable nut wrench with torque sensor on drive spindle

Info

Publication number: SE534472C2
Application number: SE1000028A
Authority: SE
Inventors: Karl Johan Lars Elsmark
Original assignee: Atlas Copco Tools Ab
Priority date: 2010-01-13
Filing date: 2010-01-13
Publication date: 2011-09-06
Also published as: SE1000028A1; WO2011085907A1

Description

25 30 534 472 signalbearbetning i huvuddelen av huset, för vidarebefordran till en styrenhet, och när man byter framstycket pà huset måste man koppla från förbindelserna mellan givaren i framstycket och elektroniken i huvuddelen, och sedan återställa dessa. Normalt kräver detta en viss tid och en viss ansträngning, vilket minskar verktygets produktivitet. 533 474 472 signal processing in the main part of the housing, for transmission to a control unit, and when changing the front piece of the housing, one must disconnect the connections between the sensor in the front part and the electronics in the main part, and then restore them. Normally this requires a certain amount of time and effort, which reduces the productivity of the tool.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är att erbjuda en förbättrad mutterdragare där ovanstående problem löses genom att inte bara momentgivaren utan också elektroniken för bearbetning av momentsignalen förbinds med drivspindeln inne i verktygshusets framstycke, vilket ger en pålitlig momentsignal och en kompakt verktygsform.An object of the present invention is to provide an improved nutrunner where the above problems are solved by connecting not only the torque sensor but also the electronics for processing the torque signal to the drive spindle inside the tool housing front end, which provides a reliable torque signal and a compact tool shape.

Ett annat syfte med uppfinningen är att erbjuda en förbättrad mutterdragare med momentgivare och signalbearbetningselektronik placerad i förbindelse med drivspindeln inne i verktygshusets framstycke, innefattande organ för trådlös överföring av signaler mellan den signalbearbetande elektroniken och en styrenhet, vilket möjliggör enkelt byte av framstycken och anpassning av verktyget till olika användningar utan tidsödande frànkoppling och återanslutning av ledare.Another object of the invention is to provide an improved nutrunner with torque sensor and signal processing electronics located in communication with the drive spindle inside the front housing of the tool housing, comprising means for wirelessly transmitting signals between the signal processing electronics and a control unit, enabling easy tool replacement and adjustment for various uses without time-consuming disconnection and reconnection of conductors.

Ytterligare syften med och fördelar hos uppfinningen kommer att framgå av beskrivningen nedan samt patentkraven.Additional objects and advantages of the invention will become apparent from the description below and the claims.

Nedan beskrivs en föredragen utföringsform av uppfinningen, med hänvisning till bifogade ritningsfigur, varvid figuren 1 är en sidovy över den bärbara mutterdragaren enligt uppfinningen; figuren 2 är ett längssnitt genom framänden av mutterdragaren i figuren l.A preferred embodiment of the invention is described below, with reference to the accompanying drawing figure, in which Figure 1 is a side view of the portable nutrunner according to the invention; Figure 2 is a longitudinal section through the front end of the nutrunner in Figure 1.

Den avbildade mutterdragaren är elektrisk med vinklat huvud, innefattande ett rakt hus med en huvuddel 10, ett framstycke ll och ett bakre handtag 12, pá vilket sitter en l0 15 20 25 30 534 472 spak 13 för reglering av effekten. I huvuddelen 10 sitter en icke avbildad rotationsmotor, som via en reduktionsväxel 14 är kopplad till en drivspindel 15, som är rotationslagrad i framstycket 11 via ett kullager 16 och ett nàllager 17, varvid drivspindeln 15 med sin bakre ände 25 när in i husets huvuddel 10. I sin främre ände har drivspindeln 15 försetts med ett snett kuggdrev 19, som är utformat för att samverka med ett snett kugghjul 20 på en utgående axel 21, så att en vinkelväxel 18 bildas. Den utgàende axeln 21 bildar rät vinkel med drivspindeln 15 och har i sin ände försetts med en fyrkanttapp 22 för en mutterhylsa. Den utgående axeln 21 lagras i husets framstycke 11 via ett kullager 23 och ett nàllager 24.The pictured nutrunner is electrically with an angled head, comprising a straight housing with a main part 10, a front piece 11 and a rear handle 12, on which sits a lever 13 for regulating the power. In the main part 10 is a rotary motor (not shown), which is connected via a reduction gear 14 to a drive spindle 15, which is rotatably mounted in the front piece 11 via a ball bearing 16 and a needle bearing 17, the drive spindle 15 with its rear end 25 reaching into the main part 10 of the housing At its front end, the drive spindle 15 has been provided with an oblique gear 19, which is designed to cooperate with an oblique gear 20 on an output shaft 21, so that an angular gear 18 is formed. The output shaft 21 forms a right angle with the drive spindle 15 and is provided at its end with a square pin 22 for a nut sleeve. The output shaft 21 is mounted in the front piece 11 of the housing via a ball bearing 23 and a needle bearing 24.

Framstycket 11 pà huset är löstagbart fastsatt pà huvuddelen 10 via en konventionell gängad förbindelse, och gränssnittet mellan framstycket 11 och huvuddelen 10 har i figuren markerats med linjen A-A. En fördel med uppfinningens mutterdragare är att framstycket 11 lätt kan bytas ut mot något annat av flera olika framstycken med samma gränssnitt mot huvuddelen 10 men med andra särdrag för att den mutterdragaren ska kunna användas för speciella ändamål. De särdrag som skiljer framstyckena kan vara olika utväxling i vinkelväxeln, avsaknad av vinklat verktygshuvud, och alternativa givare för moment respektive vridningsvinkel.The front piece 11 of the housing is releasably attached to the main part 10 via a conventional threaded connection, and the interface between the front piece 11 and the main part 10 has in the figure been marked with the line A-A. An advantage of the nutrunner of the invention is that the front piece 11 can easily be replaced by another of several different front pieces with the same interface to the main part 10 but with other features so that that nutrunner can be used for special purposes. The features that distinguish the front pieces can be different gears in the bevel gear, the lack of an angled tool head, and alternative sensors for torque and rotation angle, respectively.

Drivspindeln 15 har en försvagad del 26, som är elastiskt deformerbar vid det vridmoment som drivspindeln 15 överför och har försetts med en momentgivare 27 i form av en uppsättning töjningsgivare. Vidare har drivspindeln 15 ett koaxiellt liggande inre hàlrum 30, som omsluter elektronik 28 för signalbearbetning, ansluten till momentgivaren 27. Denna anslutning uppnås med icke avbildade elektriska ledare som går genom hàlrummet 30 och ett radiellt hàl 31 i drivspindeln 15.The drive spindle 15 has a weakened part 26, which is elastically deformable at the torque which the drive spindle 15 transmits and has been provided with a torque sensor 27 in the form of a set of strain sensors. Furthermore, the drive spindle 15 has a coaxially lying inner cavity 30, which encloses electronics 28 for signal processing, connected to the torque sensor 27. This connection is achieved with non-imaged electrical conductors passing through the cavity 30 and a radial hole 31 in the drive spindle 15.

En kabel 32 löper bakåt genom en koaxiell förlängning 33 av 10 15 20 25 30 534 472 hàlrummet 30, ut genom en radiell öppning 34, för anslutning av elektroniken 28 till ett beröringsfritt signalöverföringsdon 35 i gränssnittet A-A mellan huvuddelen 10 och framstycket 11 på verktygshuset. Det beröringsfria donet 35 innefattar en induktiv enhet med en stationär del 36 som sitter pà husets huvuddel 10 och en roterande del 37 som sitter pà en fläns 38 pà bakre delen 25 av drivspindeln 15.A cable 32 runs rearwardly through a coaxial extension 33 of the cavity 30, out through a radial opening 34, for connection of the electronics 28 to a non-contact signal transmitter 35 in the interface A-A between the main part 10 and the front piece 11 of the tool housing. The non-contact member 35 comprises an inductive unit with a stationary part 36 which sits on the main part 10 of the housing and a rotating part 37 which sits on a flange 38 on the rear part 25 of the drive spindle 15.

Signalöverföringsdonet 35 har till uppgift att överföra elektriska signaler mellan den roterande signalbearbetande elektroniken 28 i verktygshusets framstycke ll och en icke avbildad signalmottagare i verktygshusets huvuddel 10.The function of the signal transmitting device 35 is to transmit electrical signals between the rotating signal processing electronics 28 in the front part 11 of the tool housing and a signal receiver (not shown) in the main part 10 of the tool housing.

Signalöverföringsdonet 35 har anordnats för att också överföra ett visst mått av effekt, eftersom det krävs ett visst mätt av elektrisk effekt för att aktivera momentgivaren 27.The signal transmitting device 35 has been arranged to also transmit a certain measure of power, since a certain measure of electrical power is required to activate the torque sensor 27.

Signalmottagaren i husets huvuddel innefattar digitaliseringsorgan och kommunicerar med en processtyrenhet 40, som befinner sig ett stycke från det verktyget, varvid förbindelse mellan signalmottagaren i verktygshuset och processtyrenheten kan uppnås via en kabel 41, så som visas i figuren l, eller via signaler inom radiofrekvensbandet.The signal receiver in the main part of the housing comprises digitizing means and communicates with a process control unit 40, which is located some distance from that tool, whereby connection between the signal receiver in the tool housing and the process control unit can be achieved via a cable 41, as shown in Figure 1, or via signals within the radio frequency band.

I den avbildade utföringsformen av uppfinningen innefattar överföringsdonet 35 för signaler och effekt en induktiv komponent. Uppfinningen är dock inte begränsad till denna speciella typ av don, utan kan innefatta andra kända don för beröringsfri överföring av elektrisk effekt och elektriska signaler. Ett beröringsfritt överföringsdon har fördelen att den är oberoende av mekaniska kontakter, som är känsliga för oxidering och/eller smuts. Ett beröringsfritt överföringsdon har också fördelen att den underlättar bytet av framstycken.In the illustrated embodiment of the invention, the signal and power transmitter 35 comprises an inductive component. However, the invention is not limited to this particular type of device, but may include other known devices for non-contact transmission of electrical power and electrical signals. A non-contact transfer device has the advantage that it is independent of mechanical contacts, which are sensitive to oxidation and / or dirt. A non-contact transfer device also has the advantage that it facilitates the replacement of front pieces.

Det bör påpekas att uppfinningen inte är begränsad till det exempel som beskrivits ovan, utan kan varieras fritt inom patentkravens skyddsomfàng.It should be noted that the invention is not limited to the example described above, but can be varied freely within the scope of the claims.

Claims

10 15 20 25 30 534 472 Patent claims:

A portable nutrunner, comprising a housing (10, 11), an output shaft (21), a power transmission with a drive spindle (15) connecting the motor to the output shaft (21), a torque sensor (27) and a signal receiver which is placed in the housing (10, 11) and is connected to the torque sensor (27), characterized in that the drive spindle (15) has a weak part (26) which is elastically deformable under the action of the transmitted torque and supports said torque sensor (27), The drive spindle (15) is provided with an internal cavity (30). Electronics (28) for signal processing have been connected to the torque sensor (27) and placed inside said cavity (30), and that a means (35) for non-contact signal transmission has been arranged to transmit signals between said signal processing electronics (28) in the drive spindle cavity ( 30) and said signal receiver in the housing (10, 11).

Nutrunner according to claim 1, characterized in that the housing (10, 11) has a main part (10) and a front piece (11), the drive spindle (15) being rotatably mounted in said front piece (11) and said non-contact signal transmitting device (35) has been arranged to transmit both signals and electrical power between the drive spindle (15) and said main part (10).

Nutrunner according to claim 2, characterized in that said front piece (11) constitutes a separate unit which is releasably attached to the main part (10), said front piece (11) being provided with a gear (19, 20) with a fixed gear ratio, and wherein said front piece (II) is one of several interchangeable units with different gears. lO 534 472

Nut puller according to claim 3, characterized in that said gear (19, 20) comprises an angular gear (18) which connects the drive spindle (15) to the output shaft (21).

Nutrunner according to any one of claims 1-4, characterized in that said drive spindle (15) has a rear part (25) extending into the main part (10), and that said non-contact signal transmitting device (35) comprises a stationary part (36 ) which is fixed in said main part (10) and a rotating part (37) which is connected to the drive spindle (15).