用于动力工具的布置、工具头、动力工具以及控制布置的方法与流程

本发明总体上涉及用于动力工具的布置。特别地，提供一种用于动力工具的布置、用于动力工具的工具头、动力工具以及控制用于动力工具的布置的方法。

背景技术：

1、开口端动力工具可以包括从动构件，该从动构件围绕从动轴线可旋转，并且具有从动构件开口，该从动构件开口用于接收螺母或螺母绕其螺接的轴，该螺母或轴相对于从动轴线在径向方向上穿过从动构件开口。为了将从动构件定位在打开位置，其中螺母或轴可以通过从动构件开口被径向地接收，动力工具可以包括机械止动件，例如突出部。通过沿第一方向驱动从动构件，可以拧紧螺母。通过沿与第一方向相反的第二方向驱动从动构件，从动构件可以被驱动抵靠机械止动件，以确保从动构件定位在打开位置。这种动力工具的缺点在于，从动构件只能用于沿一个方向旋转螺母。

2、为了克服上述缺点，一些开口端动力工具包括用于检测从动构件何时定位在打开位置的传感器。这样的动力工具不需要机械止动件，因此从动构件可以被驱动为沿两个方向旋转螺母。然而，这种传感器增加了动力工具的成本和复杂性。例如，传感器需要相关的布线。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于动力工具的布置，该布置使得驱动构件能够双向旋转并将驱动构件定位在中立位置(neutral position)。

2、本发明的另一个目的是提供一种用于动力工具的布置，该布置具有较不复杂的设计。

3、本发明的又一个目的是提供一种用于动力工具的布置，该布置具有有经济效益的设计。

4、本发明的又一个目的是提供一种用于动力工具的布置，该布置具有改进的性能。

5、本发明的又一个目的是提供一种用于动力工具的布置，该布置减少了存储要求。

6、本发明的又一个目的是提供一种用于动力工具的布置，该布置组合解决了上述几个或全部目的。

7、本发明的又一个目的是提供一种用于动力工具的工具头，其解决了前述目的中的一个、多个或全部。

8、本发明的又一个目的是提供一种包括工具头的动力工具，该动力工具解决了前述目的中的一个、多个或全部。

9、本发明的又一个目的是提供一种控制用于动力工具的布置的方法，该方法解决了前述目的中的一个、多个或全部。

10、根据第一方面，提供了一种用于动力工具的布置，所述布置包括：基部结构；驱动构件，其从中立位置沿第一方向和第二方向相对于所述基部结构可旋转；止动装置，其包括可移动元件和限制元件；其中，所述止动装置布置为采用第一状态，在所述第一状态中，所述可移动元件相对于所述限制元件处于第一区域中，止动装置允许驱动构件沿第一方向的旋转，并且产生第一反扭矩，抵抗驱动构件从中立位置沿第二方向的旋转；其中，所述止动装置布置为采用第二状态，在所述第二状态中，所述可移动元件相对于所述限制元件处于第二区域中，止动装置允许驱动构件沿第二方向的旋转，并且提供第二反扭矩，抵抗驱动构件从中立位置沿第一方向的旋转；并且其中，所述止动装置是可偏转的，从而通过以克服所述第一反扭矩的第二切换扭矩从中立位置沿第二方向旋转驱动构件而从所述第一状态切换到所述第二状态。

11、当止动装置偏转为从第一状态切换到第二状态时，可移动元件在第一区域和第二区域之间翻转，例如从限制元件的第一侧翻转到第二侧。止动装置提供第二切换扭矩需要克服的第二扭矩峰值，以便将止动装置从第一状态切换到第二状态。止动装置还可以是可偏转的，从而通过以克服第二反扭矩的第一切换扭矩从中立位置沿第一方向旋转驱动构件而从第二状态切换回到第一状态。止动装置由此提供第一切换扭矩需要克服的第一扭矩峰值，以便将止动装置从第二状态切换回到第一状态。第一切换扭矩的绝对值可以等于或者可以不等于第二切换扭矩的绝对值。

12、第一反扭矩可以通过限制可移动元件从第一区域到第二区域的运动的限制元件产生。第二反扭矩可以通过限制可移动元件从第二区域到第一区域的运动的限制元件产生。

13、换句话说，限制元件可以布置为限制可移动元件从第一区域到第二区域的运动，反之亦然。限制元件和可移动元件可以进一步布置为使得当克服第一反扭矩的第二切换扭矩(或克服第二反扭矩的第一切换扭矩)施加到驱动构件时可以克服约束，从而迫使可移动元件从第一区域传递到第二区域(或者反之亦然)。这可以通过几种不同的方式来实现，如稍后在本说明书中所描述的。

14、在整个本发明中，动力工具可以是开口端动力工具。这种动力工具可以包括：从动轴线；基部元件，其具有基部开口；从动构件，其具有从动构件开口，所述从动构件从打开位置围绕所述从动轴线可旋转，在打开位置中，所述从动构件开口与所述基部开口对准；以及驱动传动装置，其布置为将驱动构件的旋转传递为从动构件的旋转。当驱动传动装置配置为使得驱动构件的中立位置对应于从动构件的打开位置时，该布置使得能够在不使用传感器的情况下将从动构件准确地定位在打开位置，并且能够使从动构件双向旋转数个整圈。

15、当止动装置采用第一状态时，驱动构件可以沿第一方向连续旋转多个全圈，例如用于驱动从动构件沿顺时针方向旋转螺母。当止动装置采用第一状态时，通过以第二驱动扭矩沿第二方向旋转驱动构件，驱动构件最终将被止动装置停在与从动构件的打开位置相对应的中立位置。通过将大于第二驱动扭矩的第二切换扭矩施加到驱动构件，驱动构件迫使可移动元件引起止动装置的偏转，使得可移动元件从第一区域移动到第二区域。由此，止动装置从第一状态切换到第二状态。

16、当止动装置采用第二状态时，驱动构件可以沿第二方向连续旋转多个全圈，例如用于驱动从动构件沿逆时针方向旋转螺母。当止动装置采用第二状态时，通过以第一驱动扭矩沿第一方向旋转驱动构件，驱动构件最终将被止动装置停在中立位置。通过将大于第一驱动扭矩的第一切换扭矩施加到驱动构件，驱动构件迫使可移动元件引起止动装置的偏转，使得可移动元件从第二区域移动回到第一区域。由此，止动装置从第二状态切换回到第一状态。

17、因此，布置使得从动构件能够在不需要用于确定驱动构件和/或从动构件的位置的传感器的情况下进行螺母的拧紧和松开。相应地，布置还使得从动构件能够进行螺母的顺时针和逆时针拧紧。

18、由于布置的功能性，不需要生产两种不同的布置，一种用于顺时针拧紧，而另一种用于逆时针拧紧。因此，布置使得能够制造和库存较少的布置变体。

19、可移动元件可以是相对于基部结构、驱动构件以及止动装置的其余部分的自由体。可移动元件可以相对于限制元件是可移动的。可替代地，可移动元件可以连接到限制元件或者连接到布置的另一部分。

20、驱动构件可以是围绕驱动轴线可旋转的。第一方向和第二方向中的每一个可以是围绕驱动轴线的旋转方向，第二方向可以与第一方向相反。

21、驱动构件可以与驱动轴线同心。驱动轴线可以与从动轴线平行。除了可移动元件之外的止动装置可以相对于包括驱动轴线的平面对称。

22、基部结构可以相对于动力工具的主体固定。因此，在动力工具保持静止的情况下，基部结构也是静止的。由于这个原因，基部结构可以被称为静止结构。

23、基部结构、驱动构件以及止动装置可以位于横向于驱动轴线的公共平面中。基部结构可以完全地或至少部分地围绕驱动构件，例如通过包围驱动构件的至少180度(相对于驱动轴线)。止动装置可以设置在基部结构和驱动构件之间。

24、布置可以进一步包括在限制元件和驱动构件之间的收缩部。在这种情况下，可移动元件在第一状态中定位在收缩部的第一侧上，并且在第二状态中定位在收缩部的第二侧上。当在第一状态中第二驱动扭矩被施加到驱动构件时，可移动元件可以布置为通过收缩部停止。当在第一状态中第二切换扭矩被施加到驱动构件时，可移动元件穿过收缩部。当在第二状态中第一驱动扭矩被施加到驱动构件时，可移动元件可以布置为通过收缩部停止。当在第二状态中第一切换扭矩被施加到驱动构件时，可移动元件穿过收缩部。

25、可替代地，收缩部可以被称为缩窄部。收缩部可以配置为通过止动装置的偏转而变宽。

26、止动装置可以包括至少一个弹性元件。在这种情况下，当止动装置从第一状态切换到第二状态和/或从第二状态切换到第一状态时，止动装置可以配置为通过至少一个弹性元件的变形而偏转。当弹性元件变形时，可移动元件可以通过限制元件并且从第一区域移动到第二区域，反之亦然。至少一个弹性元件可以包括限制元件的止动弹簧，例如板簧或螺旋弹簧。可替代地，或者此外，可移动元件可以是弹性的，从而构成所述至少一个弹性元件中的一个弹性元件。至少一个弹性元件中的一个或更多个也可以可选择地由基部结构的弹性部构成。

27、基部结构可以包括第一腔室和第二腔室，所述第一腔室用于在第一状态中接收可移动元件，所述第二腔室用于在第二状态中接收可移动元件。在这种情况下，限制元件可以布置在第一腔室和第二腔室之间。当止动装置采用第一状态并且驱动构件沿第一方向旋转时，驱动构件将可移动元件推入第一腔室。相反地，当止动装置采用第二状态并且驱动构件沿第二方向旋转时，驱动构件将可移动元件推入第二腔室。

28、止动装置可以包括第一力装置(force device)和第二力装置，所述第一力装置与所述第一腔室相关联并且布置为在第一状态中迫使可移动元件朝向驱动构件，所述第二力装置与所述第二腔室相关联并且布置为在第二状态中迫使可移动元件朝向驱动构件。

29、第一力装置可以设置在第一腔室中，而第二力装置可以设置在第二腔室中。每个力装置可以是磁体或弹簧，例如压缩螺旋弹簧、板簧或板簧的腿部。作为可能的替代方案，可以省略第一和第二力装置中的一个或每一个，并且可以通过重力迫使可移动元件朝向驱动构件。

30、驱动构件可以包括接合结构，所述接合结构布置为在第一状态和第二状态中的每一个中在中立位置接合可移动元件。因此，无论止动装置是处于第一状态还是第二状态，当驱动构件采用中立位置时，接合结构都可以迫使可移动元件抵靠限制元件。

31、接合结构可以包括凹部。凹部在相对于驱动轴线的圆周方向上的宽度可以是可移动元件在圆周方向上宽度的至少1.5倍，例如两倍。可替代地，或者此外，接合结构可以包括一个或更多个突出部。这种突出部的一个示例是楔部。

32、可移动元件可以包括球状件。球状件可以是刚性的，例如由金属或硬塑料制成。可替代地，球状件可以是弹性的，并因此用作止动装置的弹性元件。在任何情况下，球状件都可以是球形的。

33、根据第二方面，提供了一种用于动力工具的工具头，所述工具头包括根据第一方面的布置。工具头可以可拆卸地附接到动力工具的主体。

34、工具头可以进一步包括：从动轴线；基部元件，其具有基部开口；从动构件，其具有从动构件开口，所述从动构件从打开位置围绕所述从动轴线可旋转，在打开位置中，所述从动构件开口与所述基部开口对准；以及驱动传动装置，其布置为将驱动构件的旋转传递为从动构件的旋转；其中，所述驱动传动装置配置为使得驱动构件的中立位置对应于从动构件的打开位置。

35、根据第三方面，提供了一种动力工具，其包括根据第二方面的工具头。动力工具可以是如本文所述的开口端动力工具。动力工具例如可以是电动、液压或气动的动力工具。可替代地，或者此外，动力工具可以是例如用于拧紧螺纹构件上的螺母的拧紧工具。可替代地，或者此外，动力工具可以是手持式的。

36、动力工具可以进一步包括控制系统，所述控制系统包括至少一个数据处理装置和至少一个存储器，存储器上存储有至少一个计算机程序，至少一个计算机程序包括程序代码，当程序代码被至少一个数据处理装置执行时，会使至少一个数据处理装置执行以下步骤：当止动装置采用第一状态时，在驱动构件的中立位置中命令驱动构件抵抗止动装置沿第二方向产生第二驱动扭矩；命令所述第二驱动扭矩增加到第二切换扭矩，其中止动装置从第一状态切换到第二状态；以及存储表示所述第二切换扭矩的第二阈值。

37、至少一个计算机程序可以进一步包括程序代码，当程序代码被至少一个数据处理装置执行时，会使至少一个数据处理装置执行以下步骤：当止动装置采用第二状态时，在驱动构件的中立位置中命令驱动构件抵抗止动装置沿第一方向产生第一驱动扭矩；命令所述第一驱动扭矩增加到第一切换扭矩，其中止动装置从第二状态切换到第一状态；以及存储表示所述第一切换扭矩的第一阈值。

38、为了使驱动构件产生第二驱动扭矩，可以控制驱动构件以目标转速旋转。一旦驱动构件通过止动装置停在中立位置，第二驱动扭矩将增加，并且驱动构件的驱动则可以停止，例如当第二驱动扭矩达到第一反扭矩(或者略低于第一反扭矩的扭矩值)时。为了将止动装置从第一状态切换到第二状态，允许驱动构件上的扭矩增加到第二切换扭矩而不使驱动构件停止。对于从第二状态切换到第一状态的第一驱动扭矩和第一切换扭矩，上述情况反之亦然。

39、因此，控制系统可以配置为执行信息可被存储并随后被使用的调节过程，所述信息是关于用于克服摩擦和其它力以将驱动构件驱动到中立位置而不引起切换的驱动扭矩以及关于用于在第一状态和第二状态之间切换止动装置的切换扭矩。控制系统由此知道哪些驱动扭矩可以在不切换的情况下使用，以及切换到第一状态和第二状态中的每一个需要哪个切换扭矩。调节过程可以例如以预定的间隔自动执行。可替代地，或者此外，每当止动装置在第一状态和第二状态之间切换时，表示切换扭矩的阈值可以被存储。

40、根据该方面的控制系统能够有效地更新切换扭矩。由此，布置可以有效地补偿布置的改变的特性(例如由于磨损)，并且可以可靠地确保在第一状态和第二状态之间不会发生无意的切换。控制系统可以物理地位于动力工具的主体中。

41、动力工具可以进一步包括：状态选择元件，其用于在第一状态和第二状态之间交替地选择；和驱动命令元件，其用于交替地命令驱动构件沿第一方向和第二方向的旋转。当止动装置采用第一状态并且驱动命令元件第一次被致动(例如第一次被推动)时，驱动构件沿第一方向旋转。当驱动命令元件第二次被致动(例如第二次被推动)时，驱动构件沿第二方向旋转并停在中立位置。通过致动状态选择元件，驱动构件被驱动以将止动装置从第一状态切换到第二状态。驱动命令元件现在可以第一次和第二次被致动，以使驱动构件分别沿第二方向驱动和沿第一方向驱动回到中立位置。

42、根据第四方面，提供了一种控制用于动力工具的布置的方法，所述布置包括：基部结构；驱动构件，其从中立位置沿第一方向和第二方向相对于所述基部结构可旋转；止动装置，其包括可移动元件和限制元件；其中，所述止动装置布置为采用第一状态，在所述第一状态中，所述可移动元件相对于所述限制元件处于第一区域中，止动装置允许驱动构件沿第一方向的旋转，并且产生第一反扭矩，抵抗驱动构件从中立位置沿第二方向的旋转；其中，所述止动装置布置为采用第二状态，在所述第二状态中，所述可移动元件相对于所述限制元件处于第二区域中，止动装置允许驱动构件沿第二方向的旋转，并且提供第二反扭矩，抵抗驱动构件从中立位置沿第一方向的旋转；并且其中，所述止动装置是能够偏转的，从而通过以克服所述第一反扭矩的第二切换扭矩从中立位置沿第二方向旋转驱动构件而从所述第一状态切换到所述第二状态；所述方法包括：当止动装置采用第一状态时，在驱动构件的中立位置中命令驱动构件抵抗止动装置沿第二方向产生第二驱动扭矩；命令所述第二驱动扭矩增加到止动装置从第一状态切换到第二状态的第二切换扭矩；以及存储表示所述第二切换扭矩的第二阈值。所述方法可以进一步包括：当止动装置采用第二状态时，在驱动构件的中立位置中命令驱动构件抵抗止动装置沿第一方向产生第一驱动扭矩；命令所述第一驱动扭矩增加到止动装置从第二状态切换到第一状态的第一切换扭矩；以及存储表示所述第一切换扭矩的第一阈值。第四方面的方法中的布置可以是根据第一方面的任何类型。