CN114555297A - 用于拧紧工具的插接槽 - Google Patents

Abstract

本说明书涉及一种插接槽单元，所述插接槽单元包括第一主体部分(10)和第二主体部分(20)，所述第一主体部分包括连接至电动工具的输出轴的后端部分(10a)和适于与螺钉接头接合的前端部分(20b)中的一者，而所述第二主体部分包括另一者。第二主体部分至少部分地设置在第一主体部分中，并且允许第一主体部分和第二主体部分之间的相对旋转，使得当第一主体部分和第二主体部分中的一者与螺钉接头接合时，第一主体部分和第二主体部分中的另一者可以在预定的允许角度范围内旋转。本说明书还涉及相应的方法、电动工具和计算机可读存储介质。

Description

用于拧紧工具的插接槽

技术领域

本发明大体上涉及脉冲拧紧，更具体地涉及使用直接驱动的电动工具进行的脉冲拧紧。

背景技术

脉冲拧紧以重复脉冲的方式将转矩传递至接头，已知的是，使用脉冲拧紧来例如降低操作员感受到的反作用转矩的量。例如，包括脉冲单元的所谓的脉冲工具是已知的，所述脉冲单元设置成将能量间歇地传递至输出轴以传递转矩脉冲。在其他情况下，也可以利用直接驱动的电动工具进行脉冲拧紧，其中容纳在电动脉冲工具内的电动机以脉冲方式向输出轴施加转矩。

在这种情况下，通过在固有游隙内使电动机加速来提供脉冲，所述固有游隙例如存在于电动机和输出轴之间的齿轮箱中，并且可能还包括存在于输出轴和设置在输出轴上的插接槽等接收结构之间的任何游隙。因此，在工具中建立旋转能量，当游隙闭合时，所述旋转能量可以以转矩脉冲的方式传递至螺钉。然而，在功能受损之前，由于工具中可能只存在非常有限量的游隙可被利用，故使用这种策略可获得的动能的量有限。

为了缓解这些问题中的一些，已经尝试为这种工具提供专用的所谓的游隙单元，其允许电动机在更大的游隙中加速。因此，在工具中建立并以转矩脉冲的方式传递至螺钉的旋转能量的量可以增加至一定程度。

然而，仍然存在其他的问题，例如需要修改和重新设计现有工具以适应这种单元，这反而可能导致需要多个工具。更不用说，这种单元当然也增加了工具的复杂性和尺寸。因此，需要改进脉冲拧紧领域，尤其是使用直接驱动工具的脉冲拧紧。

发明内容

因此，希望提供使用直接驱动工具的脉冲拧紧，其中可以以重复转矩脉冲的方式传递更多量的能量/转矩。特别地，期望提供一种不会显著增加工具的尺寸和复杂性的解决方案。为了更好地解决这些关注点中的一个或多个，提供了如独立权利要求所限定的插接槽、手持式电动工具中的方法和手持式电动工具。优选的实施方案在从属权利要求中进行限定。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于电动工具的插接槽单元，所述电动工具适于进行拧紧操作。插接槽单元包括第一主体部分和第二主体部分，所述第一主体部分包括连接至电动工具的输出轴的后端部分和适于与螺钉接头接合的前端部分中的一者，所述第二主体部分包括连接至电动工具的输出轴的后端部分和适于与螺钉接头接合的前端部分中的另一者。其中，所述第二主体部分至少部分地设置在所述第一主体部分中，并且允许所述第一主体部分和第二主体部分之间的相对旋转，使得当所述第一主体部分和第二主体部分中的一者与螺钉接头接合时，所述第一主体部分和第二主体部分中的另一者可以在预定的允许角度范围内旋转。

根据第一方面，插接槽单元(或插接槽，这些术语将在本说明书中互换使用)通过两件式设计针对上述关注点提供了创造性的解决方案，所述两件式设计在插接槽单元内提供相对较大且明确定义角度的游隙。这是通过允许两个主体部分之间的相对旋转来实现的，每个主体部分分别与螺钉接头和工具的输出轴中的一者接合。因此，与先前设计中所利用的例如上述齿轮箱等中存在的游隙相比，以方便且灵活的方式提供了更大的游隙，从而仅需要对简单的插接槽开关进行修改而无需再对电动工具进行修改，所述插接槽开关本身就是一个或多或少需要经常更换的磨损零件。另外，由于插接槽中存在游隙，影响操作人员的振动水平和反作用转矩都显著减少，因此也提高了工作场所的人体工学。本领域技术人员能够意识到，预定角度间隔也可以表示为预定时间间隔。

因此，根据独立权利要求1的插接槽巧妙地增加了每个转矩脉冲中传递的能量，同时改善了操作人员的人体工学。

然而，在初始运行阶段期间，至少在部分实施方案中插接槽的两个部分将随着间隙(或游隙)的闭合而一同旋转，并且提供标准插接槽的功能。因此，当被拧紧的螺钉接头达到或至少接近贴合并且与插接槽接合的插接槽部分的旋转受阻时，相对旋转是特别重要和有用的。

第二主体部分至少部分地设置在第一主体部分中，即第二部分至少部分地设置在第一主体部分的内部，被第一主体部分部分地封闭、包围或覆盖。例如，第二主体部分可以至少部分地设置在由管状元件所限定的空间中。

连接至工具的输出轴的后端部分和适于与螺钉接头接合的前端部分可以包括具有诸如六角形、方形或类似形状等任何合适设计的接合装置。例如，插接槽在其后端部分处可以具有方形截面凹口用于接收动力工具输出轴的方形端部，并且插接槽在其前端处可以具有适于与待拧紧的螺钉接头型号配合的内部截面形状，例如六角形形状。在示例中，包括方形阴/阳输入件和输出件以及六角形阴/阳输入件和输出件的任何组合，并且本领域技术人员能够意识到也可以使用除了六角形以外的诸如梅花形等任何其他形状。

根据一个实施方案，所述第一主体部分为管状主体部分，并且包括设置在主体部分的第一端处的开放腔体，所述第二主体部分至少部分地设置在所述开放腔体中。例如，在一个实施方案中，开放腔体可以具有圆柱形状。

根据一个实施方案，所述第一主体部分包括第一端面，所述第二主体部分包括第二端面，并且所述第一端面和所述第二端面位于同一平面内。因此，在这样的实施方案中，第二主体部分可以完全地设置在上述腔体所限定的空间内，即完全被第一主体部分包围。

根据一个实施方案，所述第一主体部分包括接合装置，所述接合装置适于接合所述第二主体部分所包括的相应接合装置，从而提供限制相对旋转的机械止动。在示例中，包括与相应的凹槽接合的突起和与相应的突起接合的突起。

根据一个实施方案，所述第一主体部分包括沿径向向内突出以形成第一肩台的第一径向突起，并且所述第二主体部分包括沿径向向外突出以形成第二肩台的第二径向突起，使得所述第一肩台和第二肩台能够接合以阻止所述第一主体部分和所述第二主体部分之间的相对旋转。因此，可以确定相对旋转的预定允许角度范围的大小。此外，如上所述，在初始运行阶段期间，间隙(或游隙)将随着肩台的接合而闭合，并且在运行期间提供标准插接槽的功能。

根据一个实施方案，所述第二主体部分包括基本圆柱形的第一端部部段，所述第一端部部段具有两个沿径向向外突出的突起。这两个突起可以被设置成例如在突起撞击相应的结构之前允许几乎180°的最大相对旋转。实际的角度范围还将取决于肩台的设计，其中可以利用以较大角度延伸的较宽肩台来减小允许的角度范围。

在一个实施方案中，所述第二主体部分包括基本圆柱形的第一端部部段，所述第一端部部段具有三个沿径向向外突出的突起。本领域技术人员能够认识到，在本说明书的范围内，可以设想各个主体部分的任何其他数量的突起。

根据一个实施方案，所述第二主体部分包括基本圆柱形的第二端部部段，所述第二端部部段的直径等于第一端部主体部分以及所述两个沿径向向外突出的突起的总径向延伸部的直径。该直径进一步优选地适应于第一主体部分中形成的腔体的内径。此外，第二主体部分的总长度可以等于或小于腔体的轴向长度(即，深度)，从而使得第二主体部分完全地装配在腔体内。

根据一个实施方案，所述第一主体部分的开放腔体包括内圆柱表面，并且所述表面包括两个沿径向向内突出的突起。因此，第二主体部分可以在腔体中旋转一定角度间隔，其中端点由向内突出的突起限定。本领域技术人员能够意识到在本说明书的范围内可以设想任何其他数量的突起。

根据一个实施方案，所述第一肩台包括在径向方向上延伸的基本平坦的接合表面，所述第二肩台包括在径向方向上延伸的基本平坦的第二接合表面，使得所述第一接合表面和第二接合表面能够沿着平坦的接合表面接触，从而提供限制相对旋转的机械止动。因此，可以实现有利地有效冲击，从而能够尽可能有效地传递能量。

在一个实施方案中，径向突起沿着主体部分的轴向长度的25-75％延伸，例如，沿着第二主体部分的大约一半的轴向长度延伸。在一个实施方案中，第二径向突起沿着主体部分的轴向长度的25-75％延伸，例如，沿着开放腔体的大约一半的轴向长度延伸。

在一个实施方案中，所述插接槽还包括可旋转地连接第一主体部分和第二主体部分的销。所述销可以延伸穿过第一主体部分和第二主体部分中形成的相应孔。在其他实施方案中，第一主体部分和第二主体部分能够旋转地彼此抵靠并且以滑动接触的方式旋转。在一些实施方案中，所述插接槽可以包括将第一主体部分和第二主体部分保持在一起的其他元件，其中在示例中包括分别设置在第一主体部分和第二主体部分的两个相邻的一致表面之间的卡环。在一个实施方案中，所述卡环可以设置在第一主体部分或第二主体部分上形成的肩台或止挡件上。

根据一个实施方案，所述第一主体部分包括连接至动力工具的输出轴的后端部分，所述第二主体部分包括适于与螺钉接头接合的前端部分。在这样的实施方案中，当第二主体部分与螺钉接头接合并且被阻止旋转(即，拧紧工序已达到或接近贴合)时，第一主体部分可以在预定的允许角度范围内旋转。在这一实施方案中，相对的第一主体部分可以包括在其前端形成的开放腔体，第二主体部分可以部分或完全地设置在所述开放腔体中。在后一种情况下，第一主体部分和第二主体部分各自的正面可以位于同一平面中，当螺母或螺栓就位时这个平面能够与工件表面重合。

根据一个实施方案，所述第二主体部分包括连接至动力工具的输出轴的后端部分，所述第一主体部分包括适于与螺钉接头接合的前端部分。在这样的实施方案中，当第二主体部分被阻止旋转(即，与螺钉接头接合)并且拧紧工序已达到或接近贴合时，第二主体部分可以在预定的允许角度范围内旋转。第二主体的相对旋转可以例如在第一主体部分中形成的腔体内进行，在这种情况下，在第一主体部分的上部或后部中进行。

根据一个实施方案，相对旋转的允许范围为50-120°，优选90-110°。在取决于应用的范围内，可以设想更小或更大的数值。

根据本发明的第二方面，提供了一种手持式电动工具进行拧紧操作的方法，其中以脉冲的方式传递转矩以拧紧螺钉接头，手持式电动脉冲工具包括输出轴，所述方法包括如下步骤：在输出轴上沿拧紧方向提供第一转矩脉冲，使输出轴在与拧紧方向相反的方向上旋转预定角度间隔(这也可以表示为预定时间间隔)，并且在输出轴上沿拧紧方向提供第二转矩脉冲。

根据一个实施方案，提供了一种手持式电动工具进行拧紧操作的方法，其中以脉冲的方式传递转矩以拧紧螺钉接头，手持式电动脉冲工具包括输出轴，其中根据前述权利要求中任一项所述的插接槽设置在工具的输出轴上并与螺钉接头接合，所述方法包括以下步骤：在输出轴上沿拧紧方向提供第一转矩脉冲，使输出轴在与拧紧方向相反的方向上旋转，由于第二主体部分与螺钉接头接合，使得第一主体部分相对于第二主体部分旋转，以及在输出轴上沿拧紧方向提供第二转矩脉冲，使得在撞击与螺钉接头接合的第二主体部分之前第一主体部分在预定的允许角度范围内加速。因此，可以充分利用由本发明的插接槽提供的更大且明确定义的游隙，与使用标准脉冲策略相比，能够将相当大惯性的脉冲传递至接头。在相反方向上的旋转(即，反向运动的大小或长度)可以适于所用插接槽提供的相对运动的角度范围。

根据本发明的第三方面，提供了一种用于进行拧紧操作的手持式电动工具，其中以脉冲方式传递转矩以拧紧螺钉接头，其中所述手持式电动工具包括输出轴并且适于与根据上述实施方案任一项所述的插接槽接合，所述工具可以运转为：在输出轴上沿拧紧方向提供第一转矩脉冲，使输出轴在与拧紧方向相反的方向上旋转预定的角度间隔，以及在输出轴上沿拧紧方向提供第二转矩脉冲。所述工具可以是电池供电的工具，还可以包括电动机和控制电动机的处理器，并且还包括包含处理器所执行的指令的存储器。因此，当处理器执行软件指令时，电动工具可以运转以进行上述步骤。所述工具可以是直接驱动的电动工具。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有包括计算机可读代码的计算机程序，所述计算机程序当在电动工具中运行时使电动工具进行根据上述实施方案任一项所述的方法。

通过前述参考本发明的第一方面和第二方面的讨论，可以容易地理解本发明的第三方面和第四方面范围内可想到的动力工具和存储介质的目的、优点和特征。

当研究以下详细公开内容、附图和所附权利要求时，本发明的进一步的目的、特征和优点将变得显而易见。本领域技术人员能够认识到，可以组合本发明的不同特征以形成不同于以下所述实施方案的实施方案。

附图说明

参照附图并通过以下对示例性实施方案的说明性且非限制性地详细描述来对本发明进行说明，在附图中：

图1为根据第一实施方案的示例性插接槽单元的纵向截面图。

图2为示例性插接槽单元的横向截面图。

图3为根据第一实施方案的插接槽单元的第一主体部分的立体图。

图4为根据第二实施方案的插接槽单元的第二主体部分的立体图。

图5为根据第二实施方案的插接槽单元所包括的卡环的立体图。

图6为示出了根据本发明的示例性实施方案的流程图。

所有附图都是示意性的，不一定按比例绘制并且通常仅显示阐明本发明所必需的部分，其他部分可以省略或简单提及。

具体实施方式

在图1的纵向截面图中显示了根据第一实施方案的示例性插接槽单元1，所述示例性插接槽单元1与根据第一实施方案的拧紧工具一起使用。插接槽单元1包括第一主体部分10和第二主体部分20。在所示的实施方案中，第一主体部分包括用于连接至动力工具的输出轴的后端部分10a，第二主体部分20包括适于与螺钉接头接合的前端部分20b。

第一主体部分10进一步可以是管状主体，所述管状主体包括设置在前端10b处的开放腔体11，所述第二主体部分20设置在所述开放腔体11中。开放腔体在通过管状主体10延伸的界定壁的上端处被界定。此外，第一主体部分10包括第一端面12，第二主体部分20包括第二端面22，所述第一端面12和第二端面22位于同一平面内。因此，腔体11的轴向长度等于第二主体部分的轴向长度，使得第二主体部分20完全地设置在腔体11内。

第二主体部分20进一步在腔体中设置为允许第一主体部分和第二主体部分之间的相对旋转。因此，例如当第二主体部分20与螺钉接头接合(贴合或即将贴合)从而阻止第二主体部分10的任何旋转时，第一主体部分10也可以在预定的允许角度范围内旋转。在所示的实施方案中，插接槽单元包括销30(例如，滚针30)，所述销30可旋转地连接第一主体部分10和第二主体部分20，但是在其他实施方案中，第二主体部分20可以简单地可旋转地抵靠形成开放腔体11的端部的界定壁14。在所示的实施方案中，相对旋转的允许范围为大约100°。为了将第一主体部分10和第二主体部分20进一步保持在一起，提供了保持元件40，在所示的实施方案中，所述保持元件40是卡环40(如图5所示)。

为了限制这种相对旋转，通过第一主体部分10上的接合装置13a、13b来实现机械止动的功能，所述接合装置13a、13b适于接合第二主体部分20所包括的相应的接合装置23a、23b，如图2中的截面所示。

在本实施方案中，这些接合装置以径向突起或肩台的形式实现。在第一主体部分10中，两个径向突起或肩台13a、13b沿径向向内突出；在第二主体部分20上，两个相应的径向突起23a、23b形成沿径向向外突出的肩台，使得所述第一肩台和第二肩台可以接合从而停止所述第一主体部分和第二主体部分之间的相对旋转，如图3和图4中所示。

例如如图3和图4所可以看到的，第一主体部分10的肩台13a、13b在开放腔体11的内圆柱表面11a上形成，并且沿着开放腔体11的轴向长度的大约一半延伸，而第二主体部分包括设置有两个肩台23a、23b的基本圆柱形的端部部段。与第一主体部分类似，肩台23a、23b沿着圆柱形端部部分的轴向长度延伸，对应于第二主体部分的长度的大约一半。此外，每个肩台包括在径向方向上延伸的基本平坦的接合表面16、26，在接合时肩台沿着所述接合表面接触。

根据实施方案的插接槽单元可以有利地与进行脉冲拧紧(即，执行电动机将脉冲形式的转矩传递至输出轴的策略)的直接驱动的电动拧紧工具一起使用。更具体地，当具有设置在输出轴上的根据本发明的插接槽单元时，构成本发明的另一方面的工具可以运转以进行如图5所示的方法，所述方法包括以下步骤：在输出轴上沿拧紧方向提供第一转矩脉冲(S10)，使输出轴在与拧紧方向相反的方向上旋转预定的角度间隔或时间间隔，由于第二主体部分20与螺钉接头接合，使得第一主体部分10相对于第二主体部分20旋转(S20)，并且在输出轴上沿拧紧方向提供第二转矩脉冲，使得第一主体部分10在撞击与螺钉接头接合的第二主体部分20之前在预定的允许角度范围内加速(S30)，从而将转矩脉冲传递至接头。

尽管已经在附图和前面的描述中详细图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述应被认为是说明性或示例性的而不是限制性的；本发明不限于所公开的实施方案。本领域技术人员能够理解，在所附权利要求书所限定的范围内，可以想到许多修改、变化和变更。另外，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时，通过研究附图、说明书和所附权利要求可以理解和实现所公开的实施方案的变化方案。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在互不相同的从属权利要求中记载某些手段的事实并不意味着不能使用这些手段的组合来获益。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为限制权利要求的范围。

Claims (15)

1.一种用于电动工具的插接槽单元(1)，所述电动工具适于进行拧紧操作，所述插接槽单元(1)包括

第一主体部分(10)；和

第二主体部分(20)；

所述第一主体部分包括连接至电动工具的输出轴的后端部分(10a)和适于与螺钉接头接合的前端部分中的一者，并且所述第二主体部分包括连接至电动工具的输出轴的所述后端部分和适于与螺钉接头接合的所述前端部分(20b)中的另一者；

其中，所述第二主体部分至少部分地设置在所述第一主体部分中，并且

其中，允许所述第一主体部分和所述第二主体部分之间的相对旋转，使得当所述第一主体部分和第二主体部分中的一者与所述螺钉接头接合时，所述第一主体部分和第二主体部分中的另一者能够在预定的允许角度范围内旋转。

2.根据权利要求1所述的插接槽，其中，所述第一主体部分为管状主体部分，并且包括设置在主体部分的第一端处的开放腔体(11)，并且其中，所述第二主体部分至少部分地设置在所述开放腔体中。

3.根据权利要求1或2所述的插接槽，其中，所述第一主体部分包括第一端面(12)，所述第二主体部分包括第二端面(22)，并且所述第一端面和所述第二端面位于同一平面内。

4.根据前述权利要求中任一项所述的插接槽，其中，所述第一主体部分包括接合装置(13a、13b)，所述接合装置(13a、13b)适于接合所述第二主体部分所包括的相应接合装置(23a、23b)，从而提供限制所述相对旋转的机械止动。

5.根据前述权利要求中任一项所述的插接槽，其中，所述第一主体部分包括沿径向向内突出以形成第一肩台的第一径向突起(13a；13b)，并且所述第二主体部分包括沿径向向外突出以形成第二肩台的第二径向突起(23a；23b)，使得所述第一肩台和第二肩台能够接合以阻止所述第一主体部分和所述第二主体部分之间的相对旋转。

6.根据权利要求5所述的插接槽，其中，所述第二主体部分包括基本圆柱形的第一端部部段(24)，所述第一端部部段(24)具有两个沿径向向外突出的突起(23a；23b)。

7.根据权利要求6所述的插接槽，其中，所述第二主体部分包括基本圆柱形的第二端部部段(25)，所述第二端部部段(25)的直径等于第一端部主体部分以及两个沿径向向外突出的突起的径向延伸部的直径。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的插接槽，其中，所述第一主体部分的所述开放腔体包括内圆柱表面(11a)，并且所述表面包括两个沿径向向内突出的突起(13a；13b)。

9.根据前述权利要求5至8中任一项所述的插接槽，其中，所述第一肩台包括在所述径向方向上延伸的基本平坦的接合表面(16)，所述第二肩台包括在所述径向方向上延伸的基本平坦的第二接合表面(26)，使得所述第一接合表面和第二接合表面能够沿着平坦的接合表面接触，从而提供限制所述相对旋转的所述机械止动。

10.根据前述权利要求中任一项所述的插接槽，其中，所述第一主体部分包括连接至动力工具的输出轴的后端部分(10a)，所述第二主体部分包括适于与螺钉接头接合的前端部分(20b)。

11.根据前述权利要求1-9中任一项所述的插接槽，其中，所述第二主体部分包括连接至动力工具的输出轴的后端部分(10a)，所述第一主体部分包括适于与螺钉接头接合的前端部分(20b)。

12.根据前述权利要求中任一项所述的插接槽，其中，所述相对旋转的允许范围是50-120°，优选90-110°。

13.一种手持式电动工具进行拧紧操作的方法，其中以脉冲的方式传递转矩以拧紧螺钉接头，手持式电动工具包括输出轴，

所述方法包括以下步骤：

-在所述输出轴上沿所述拧紧方向提供第一转矩脉冲；

-使所述输出轴在与拧紧方向相反的方向上旋转预定的角度间隔；以及

-在所述输出轴上沿所述拧紧方向提供第二转矩脉冲。

14.一种用于进行拧紧操作的手持式电动工具，其中以脉冲方式传递转矩以拧紧螺钉接头，其中所述手持式电动脉冲工具包括输出轴并且适于接合根据前述权利要求1至12中任一项所述的插接槽，所述工具运转为：

-在所述输出轴上沿所述拧紧方向提供第一转矩脉冲；

-使所述输出轴在与拧紧方向相反的方向上在预定的角度间隔范围内旋转；以及

-在所述输出轴上沿所述拧紧方向提供第二转矩脉冲。

15.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序当在电动工具中运行时使电动工具进行权利要求13所述的方法。

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