本发明专利技术涉及一种具有无接触的转矩测量装置（３０）的电动工具，该电动工具具有容纳在壳体中的电机，电机具有定子和转子，电机驱动用于驱动工具的驱动轴，该电动工具还具有固定地容纳在定子或壳体上的第一线圈（４４），以及容纳在转子或驱动轴上的第二线圈（４６），第二线圈与转矩传感器（５２）连接，其中，线圈（４４、４６）为了双向传递能量电感地相互连接，用以向转矩传感器（５２）供给能量并且用以将转矩传感器（５２）的输出信号传递到第一线圈（４４）上以及为了产生转矩输出信号进行评价。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电动工具，特别是一种螺丝刀，具有无接触的转矩测量装置、容纳 在壳体中的电机、电机轴和用于测量转矩的转矩传感器，其中，电机轴驱动用于驱动工具的 驱动轴。本专利技术还涉及一种在电动工具中以无接触传递来测量转矩的方法。
技术介绍
对于螺丝刀来说，在起动螺栓紧固时越发常见地需要正确地保持固定的起动转 矩。为此必须使螺丝刀设置精确工作的系统，该系统确保了螺丝刀在达到固定的起动转矩 时被关断。为此在现有技术中公开了不同的机械解决方案，比如使用关断连接器或其它措 施，然而这些措施总是具有一定的不精确度。其原因除了机械解决方案以及其它解决方案 的本质上的不精确度之外，还有在软性螺栓紧固、即在接近螺栓紧固结束时转矩缓慢升高 的情况下，以及在硬性螺栓紧固、即在接近螺栓紧固结束时转矩突然升高的情况下的不同 的断开特性。因此原则上希望能够对转矩进行精确测量。测量转矩对于进行文件汇编也是有利 的。W02008/093625A1公开了一种用于在电机上检测转矩的装置，其中，通过行星轮传 动装置接收的反应矩通过伸长传感器获取并且提供用于测量转矩。不过这种结构的缺点在于，反应速度通过行星轮传动装置变慢且间接获取转矩使 得精确度变差。况且行星轮传动装置的使用仅针对一些使用情况是合适的。最后，硬性和 软性螺栓紧固情况会导致不同的结果。EP0482120B1公开了一种用于检测在待测量物体上的机械影响的无线传感器，其 中，使用一种由磁性弹力材料制成的元件，该元件利用电感地与其连接的电线圈解谐电气 谐振回路，其中，天线与谐振回路连接，用以传递测量信号。不过已知的结构需要无线信号的高频传递以及配设的天线。这种评价相对耗费， 特别是由于信号的非线性。根据US2003/0200814A1使用一种感应回线，其至少部分地由具有非线性的电 流-电压-关系的磁性伸缩材料构成。使用线圈用以将交流电压传递到感应回线上。诱导 电流的非线性响应借助于传感器线圈获取并且由此评价输出信号，用以获取所需的测量信 号。为了进行评价需要单独的接收线圈。具有多个线圈的结构导致了相对复杂的结构并且需要更大的空间。
技术实现思路
因此本专利技术的目的在于，提供一种具有无接触的转矩测量装置的电动工具以及一种在电动工具中测量转矩的方法，由此能够实现尽可能可靠的转矩测量以及同时实现更节 省空间的、更简单的以及成本更低的结构。该目的通过一种电动工具，特别是具有无接触的转矩测量装置的螺丝刀实现，该 电动工具具有容纳在壳体中的电机、电机轴、固定容纳的第一线圈以及容纳在驱动轴或电 机轴上的第二线圈，其中，电机轴驱动用于驱动工具的驱动轴，第二线圈与转矩传感器连 接，其中，两个线圈为了进行双向能量传递电感地相互连接，用以向转矩传感器供给能量并 且用以将转矩传感器的输出信号传递到第一线圈上并且为了产生转矩输出信号进行评价。本专利技术的目的还通过一种用于在电动工具中测量转矩的方法实现，其中，在固定 设置的第一线圈上传递一个信号，用以向与第一线圈电感连接的、设置在电机轴或设置在 与电机轴相连的驱动轴上的第二线圈供给能量，以及通过转矩传感器获取驱动轴的转矩并 且将该转矩调制到该信号上，用以将该信号传递到第一线圈上并且为了输出转矩输出信号 进行评价，该转矩输出信号代表转矩传感器的输出信号。本专利技术的目的通过这种方式完美地实现。根据本专利技术仅使用两个电感地相互连接的线圈，其双向工作，用以一方面实现旋 转的线圈的能量供给且另一方面实现将转矩测量信号通过旋转的线圈传递到固定线圈上。 根据本专利技术，代替两个分开的用以能量传递和用以测量信号传递的线圈对使用唯一的线圈 对也足够用以向转矩传感器供给能量且将测量信号传递到固定线圈上。这实现了特别简单和节省空间的结构。在本专利技术的有利的改进方案中，通过两个线圈传递载波信号，该载波信号以代表 转矩传感器的输出信号的频率进行调整。这里载波信号优选为高频率的信号，优选为具有至少1MHz的频率的矩形信号，且 调制信号是具有比载波信号的频率更低的频率的信号，优选为具有最高200KHZ的频率的 矩形信号。通过该措施可以使能量传递一方面与向旋转的线圈的能量供给另一方面与在相 反方向上的测量信号的传递特别好地相结合。通过在载波信号和调制信号之间使用足够的 频率间隔，可以实现将调制信号干净利落地分开和整理，用以获得精确的测量信号。根据本专利技术的另一个设计方案，第一线圈与第一驱动线路连接，通过第一驱动线 路将载波信号传递到第一线圈上，其中，第二线圈与供给线路连接，供给线路从载波信号中 产生供给电压，以及转矩传感器产生输出信号，通过第二驱动线路将该输出信号作为调制 信号调制到载波信号上，其中，第一线圈与评价线路连接，该评价线路评价调制信号，用以 产生转矩输出信号，该转矩输出信号代表作用在驱动轴上的转矩。因此可以以简单和有利的方式确保在固定线圈上的测量信号的传递和评价。根据本专利技术的另一个设计方案，转矩传感器被设计成电阻应变片。电阻应变片可在大量的实施方式中使用且实现了高精确度地获取伸长或扭转，用 以由此产生转矩测量信号。在本专利技术的优选的改进方案中，线圈具有以设计在电子印刷电路板上的印制电路 的形式的线圈匝。这里优选可以是两侧蚀刻的印刷电路板。通过这种方式可以确保线圈的非常简单和紧凑的结构。该线圈可以同时与各个电 子元件相结合地设计在一个或多个电子印刷电路板上。通过这种设计可以实现非常可靠和节省空间的结构。通过印刷电路板的工业化的制造过程确保了过程安全的、高精确度的以及可再生 的印刷电路板的生产。在本专利技术的另一个有利的设计方案中，两个线圈具有相同的匝数和几何尺寸且因 此可以相同地构建。由此实现了两个线圈之间的可靠和高效的电感连接。通过相同的结构可以实现简 单和节省空间的解决方案。根据本专利技术的另一个设计方案，线圈具有螺旋状延伸的线圈匝。这实现了作为印制电路设计在电子印刷电路板上的线圈匝的简单设计。根据本专利技术的另一个设计方案，第二线圈通过整流器与电压调节器相连，该电压 调节器产生基准电压。基准电压可以有利地用于向转矩传感器供给电压。在该实施方式的额外的改进方案中，基准电压与电阻应变片连接，该电阻应变片 的输出端与放大器连接。通过这种方式可以使用电阻应变片进行转矩测量，由此确保了高灵敏度地和精确 地获取转矩。根据本专利技术的另一个设计方案，转矩传感器的放大的输出信号通过电压-频 率-转换器转换成频率信号。通过这种方式可以将转矩传感器的输出信号以简单的方式调制到载波信号上并 且传递到第一线圈上。这里，在该实施方式的优选的改进方案中，载波信号通过负载电阻被调制到第二 线圈上的载波信号上。通过这种实施方式得出了特别简单的结构。在第二线圈的电流回路中得到了额外 的负载，该负载相应地也通过电感连接被传递到第一线圈上并且可以在此进行评价。在本专利技术的另一个设计方案中，第一驱动器具有振荡器，该振荡器的输出信号优 选通过M0SFET-驱动器和电容器与第一线圈连接。通过这种方式可以将不受干扰的、高频率的载波信号通过第一线圈传递到第二线 圈上。根据本专利技术的另一个设计方案，在第一线圈的电流回路中设置有电流传感器、优 选电流测量电阻，其与评价电子装置连接用于放大调制的信号。通过这种方式实现了调制的信号的简单的获取和整理，用以获得本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电动工具，特别是一种螺丝刀，具有无接触的转矩测量装置（３０）、容纳在壳体（１２）中的电机（１４）、电机轴（２０）、固定容纳的第一线圈（４４）、容纳在驱动轴（２４）或电机轴（２０）上的第二线圈（４６），电机轴驱动用于驱动工具（２８）的驱动轴（２４），第二线圈与转矩传感器（５２）连接，其中，两个线圈（４４、４６）为了双向传递能量电感地相互连接，用以向转矩传感器（５２）供给能量并且用以将转矩传感器（５２）的输出信号传递到第一线圈（４４）上以及为了产生转矩输出信号进行评价。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：莱纳蔡比施，
申请(专利权)人：CE泛音有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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