CN107405764B - 转矩传递装置和用转矩工具来扭转固定构件的方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种转矩传递装置，该转矩传递装置用于将转矩从转矩工具传递到转矩限制器装置，该转矩传递装置包括：转矩限制器连接构件，其适于连接到所述转矩限制器装置；第一接头；第二接头；以及工具连接构件，其适于连接到所述转矩工具，其中，所述第一接头和所述第二接头被配置成响应于所述转矩工具的启用而锁定，以将所述转矩工具所产生的反作用转矩传递到所述转矩限制器装置；并且其中，所述第一接头和所述第二接头被配置成响应于所述转矩工具的停用而解锁，以使得所述转矩工具和所述转矩限制器装置之间能够沿着第一轴线和第二轴线旋转，所述第二轴线不同于所述第一轴线。

Description

转矩传递装置和用转矩工具来扭转固定构件的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年8月7日提交的国际专利申请No.PCT/2015/044365的优先权和2014年11月25日提交的美国临时专利申请No.62/084,258和2015年6月30日提交的美国临时专利申请No.62/187,198的权益，所述申请的名称为“JOINTED STALL BAR ATTACHMENT”并且其全部内容以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及反作用转矩管理，更具体地，涉及用于将转矩工具连接到转矩限制器以吸收反作用转矩的用于所述转转工具的转接器。

背景技术

在制造诸如发动机的许多产品时，使用组装线将部件相互连接。用于连接这些部件的工具通常是允许工人将螺母和螺栓扭转到所期望的转矩要求的气动或电动工具。批量制造这些产品的一个问题是，当螺母和/或螺栓被拧紧达所期望转矩时，工人会承受反作用转矩。换句话讲，在高转矩应用中，当施加所期望转矩时，工人在他们的手臂等上会承受高反作用转矩负载。

通常，动力工具的反作用转矩(与施加到紧固件的转矩大小相等但方向相反)如果没有被工具操作人员吸收，就被传递到反作用杆或失速杆。这些失速杆通常刚性附接于转矩工具，并且以在一个方向上吸收反作用转矩的方式进行取向。因此，多个转矩工具必须与失速杆一起使用，用于将紧固件在多个取向上扭转。当然，这样增加了生产线的成本并且低效。

因此，期望提供在组装线上与转矩工具一起使用或者以其他方式在多个取向上使用转矩工具同时在紧固件充分扭转时仍允许失速杆吸收转矩工具的反作用转矩的方法和设备。

发明内容

公开了转矩传递装置和使用转矩传递装置来扭转固定装置的方法。总体上，按照本公开内容的转矩传递装置包括两个接头，接头在转矩工具启动时锁定，以防止转矩工具围绕转矩限制器装置旋转，并且在转矩工具脱离时解锁，以允许转矩工具绕着两个旋转轴线围绕转矩限制器装置旋转。通过锁定接头，将转矩工具产生的反作用转矩传递到转矩限制器装置，并且使得转矩工具能够与相对于转矩限制器装置的多个角度之一取向的固定装置接合，由此不再需要多个只具有一个旋转轴线的转矩传递装置。

在按照本发明的转矩传递装置的一个实施方式中，该转矩传递装置用于将转矩从转矩工具传递到转矩限制器装置，该转矩传递装置包括：转矩限制器连接构件，该转矩限制器连接构件适于连接到所述转矩限制器装置；第一接头；第二接头；以及工具连接构件，该工具连接构件适于连接到所述转矩工具。所述第一接头和所述第二接头被配置成响应于所述转矩工具的启用而锁定，以将所述转矩工具所产生的反作用转矩传递到所述转矩限制器装置。所述第一接头和所述第二接头还被配置成响应于所述转矩工具的停用而解锁，以使得所述转矩工具和所述转矩限制器装置之间能够沿着第一轴线和第二轴线旋转，所述第二轴线不同于所述第一轴线。

在根据本公开内容的一种转矩传递装置的另一实施方式中，该转矩传递装置用于将转矩从转矩工具传递到转矩限制器装置，该转矩传递装置包括：转矩限制器连接构件，该转矩限制器连接构件适于连接到所述转矩限制器装置；工具连接构件，该工具连接构件适于连接到所述转矩工具；第一接头装置，所述第一接头装置用于将所述转矩限制器连接构件能旋转地接合于所述工具连接构件，以在所述转矩工具未启用时允许所述转矩工具相对于所述转矩限制器装置围绕第一轴线旋转，并且在所述转矩工具被启用时防止所述转矩工具围绕所述第一轴线旋转；以及第二接头装置，所述第二接头装置用于将所述第一接头装置能旋转地接合于所述工具连接构件，以在所述转矩工具未启用时允许所述转矩工具相对于所述转矩限制器装置围绕第二轴线旋转，并且在所述转矩工具被启用时防止所述转矩工具围绕所述第二轴线旋转。

在根据本公开内容的用转矩工具来扭转固定构件的方法的一个实施方式中，该方法包括：将转矩传递装置连接到转矩工具；将所述转矩传递装置连接到转矩限制器装置；以及启用转矩工具。所述转矩传递装置包括第一接头和第二接头，所述第一接头被配置成允许所述转矩工具相对于所述转矩限制器装置围绕第一轴线旋转，所述第二接头被配置成允许所述转矩工具相对于所述转矩限制器装置围绕第二轴线旋转。所述转矩工具的启用将所述第一接头和所述第二接头锁定，以防止所述转矩工具围绕所述第一轴线和所述第二轴线旋转，并且在停用转矩工具之后，将第一接头和第二接头停用，以使得转矩工具能够围绕第一轴线和第二轴线旋转。

根据本公开内容的另一个实施方式，提供了一种转接器，该转接器包括：转矩限制器装置突起，该转矩限制器装置突起用于连接到转矩限制器装置；工具保持器，该工具保持器用于连接到转矩工具；以及一对支架，所述一对支架包括具有所述转矩限制器装置突起的上部支架和与所述工具保持器连接的第一接头组件，所述一对支架还包括第一接头和第二接头，所述第一接头被配置成在所述转矩工具未启用时允许所述转矩工具相对于所述转矩限制器装置围绕第一轴线旋转，并且在所述转矩工具被启用时防止所述转矩工具围绕所述第一轴线旋转，所述第二接头被配置成在所述转矩工具未启用时允许所述转矩工具相对于所述转矩限制器装置围绕第二轴线旋转，并且在所述转矩工具被启用时防止所述转矩工具围绕所述第二轴线旋转。根据本公开内容的一方面，所述第一接头包括第一齿轮，在转矩工具启用时，所述第一齿轮能够移动离开第一位置，在所述第一位置，所述第一齿轮接合所述第一接头的至少一个第一反作用齿轮，以防止所述转矩工具围绕所述第一轴线旋转，在所述转矩工具未启用时，所述第一齿轮能够移动离开第二位置，在所述第二位置，所述第一齿轮脱离至少一个第一反作用齿轮。根据该方面的变形形式，所述第二接头包括第二齿轮，在转矩工具启用时，所述第二齿轮能移动离开第一位置，在该第一位置，所述第二齿轮接合所述第二接头的至少一个第二反作用齿轮，以防止所述转矩工具围绕所述第二轴线旋转，在所述转矩工具未启用时，所述第二齿轮能够移动离开第二位置，在所述第二位置，所述第二齿轮脱离至少一个第二反作用齿轮。根据另一个方面，所述第一接头还包括第一致动器，所述第一致动器响应于所述转矩工具的致动将所述第一齿轮移动到所述第一位置，并且所述第二接头包括第二致动器，所述第二致动器响应于所述转矩工具的致动将所述第二齿轮移动到所述第一位置。

附图说明

现在，将只以举例方式参照附图来描述本公开内容的实施方式，在附图中：

图1A是现有技术的转矩工具配置的侧视图；

图1B是图1A的现有技术的转矩工具配置的俯视图；

图2是根据本公开内容的教导的转矩传递装置的立体图；

图3是图2的转矩传递装置的分解立体图；

图4和图5是图2的转矩传递装置的部分侧剖视图；

图6是如图5中所示的图2的转矩传递装置的一部分的放大视图；

图7A和图7B是分别处于锁定和未锁定位置的图2的转矩传递装置的第一接头的部分侧剖视图；

图8和图9是图2的转矩传递装置的上部框架的主体的侧视图和仰视图；

图10至图12是图2的转矩传递装置的下部框架的主体的视图；

图13至图16是图2的转矩传递装置的第一接头的各部件的视图；

图17和图18是图2的转矩传递装置的圆柱板的视图；

图19和图20是图2的转矩传递装置的工具保持器的视图；

图21是图2的转矩传递装置的杆转接器的视图；

图22是图2的转矩传递装置的齿轮杆的视图；

图23和图24是根据本公开内容的教导的转矩传递装置的另一个实施方式的立体图；

图25是图23和图24的转矩传递装置的分解立体图；

图26是图23和图24的转矩传递装置的剖面立体图；

图27和图28分别是处于锁定位置和未锁定位置的图23和图24的转矩传递装置的第一接头组件的剖面侧视图；

图29至图32是图23和图24的转矩传递装置的接头组件的部件的侧视图和剖视图；

图33是图23和图24的转矩传递装置的工具连接构件的实施方式的侧视图；

图34至图37是图23和图24的转矩传递装置的转矩限制器连接构件的实施方式的立体图；以及

图38和图39是与图23和图24的转矩传递装置一起使用的工具转接器的实施方式的立体图和分解立体图。

具体实施方式

下述的实施方式仅仅是示例性的，不旨在将本发明限于所公开的精确形式。替代地，选择描述实施方式，以使得本领域的普通技术人员能够实施本发明。

现在，参照图1A和图1B，示出现有技术的转矩工具配置10。在配置10中，转矩工具12与转矩限制器装置14刚性连接。在这个示例中，转矩工具12包括柄部16和驱动主体18，驱动主体18具有围绕轴线22旋转的套筒附接件20。在使用中，操作人员移动工具12，使得套筒附接件20与待扭转的紧固件对准。操作人员启动工具12并且套筒附接件围绕轴线22旋转。当紧固件被完全扭转时，在与套筒附接件20的旋转方向的相反方向上的反作用转矩(用箭头24表示)被转矩限制器装置14(例如，失速杆)吸收。

虽然配置10解决了减少对操作人员的反作用转矩传递的需要，但配置10只适用于具有与轴线22平行的旋转轴线的紧固件。当组装诸如发动机的许多产品时，通常使用具有许多不同取向的紧固件。如此，配置10必须针对每个取向来设置，并且会需要用许多配置10来完成产品的组装。

现在，参照图2，示出根据本公开内容的转矩传递装置30。转矩传递装置30大体上包括转矩限制器连接构件50、第一接头组件32、第二接头组件34和工具保持器36(在图19和图20中最佳示出)。工具保持器36支撑转矩工具。响应于转矩工具的启用来启用第一接头组件32和第二接头组件34。在启用转矩工具时，第一接头组件32和第二接头组件34锁定，由此转矩工具的反作用转矩通过它们传递到转矩限制器连接构件50和与转矩限制器连接构件50连接的转矩限制器装置。当停用转矩工具时，第一接头组件32和第二接头组件34变得解锁，并且转矩工具可重新取向，相对于转矩限制器装置具有至少两个自由度。可通过使用合适的工具保持器和转矩限制器连接构件来提供另外的自由度。

在用转矩工具来扭转固定构件的方法的一个实施方式中，该方法包括：将转矩传递装置连接到转矩工具；将转矩传递装置连接到转矩限制器装置；以及启用转矩工具。固定构件可以是紧固件。示例性的紧固件包括螺栓、螺母和螺钉。转矩传递装置包括第一接头和第二接头，第一接头被配置成允许转矩工具相对于转矩限制器装置围绕第一轴线旋转，第二接头被配置成允许转矩工具相对于转矩限制器装置围绕第二轴线旋转。转矩工具的启用将第一接头和第二接头锁定，以防止转矩工具围绕第一轴线和第二轴线旋转，并且在停用转矩工具之后，将第一接头和第二接头解锁，以使得转矩工具能够围绕第一轴线和第二轴线旋转。示例性的转矩传递装置包括转矩传递装置30和以下参照图23和图24描述的转矩传递装置300。

返回图2，第一接头组件32包括框架38(在图8和图9中最佳示出)，框架38具有下壁40、上壁42和在下壁40和上壁42之间延伸的一对侧壁44、46。下壁40、上壁42和侧壁44、46一起形成中心开口48。转矩限制器连接构件50从上壁42延伸，并且被确定大小以连接到转矩限制器装置。第一接头组件32还包括第一接头54和杆致动器52，杆致动器52设置在中心开口48内并且能进行操作以锁定第一接头54，如以下进一步描述的。

转矩传递装置30的第二接头组件34大体上包括框架56(在图10至图12中最佳示出)，框架56具有基座58、从基座58延伸的上壁60和从上壁60延伸的端壁62。如所示出的，端壁62与基座58基本上成平行关系地延伸，基座58、上壁60和端壁62一起形成间隙64。第二接头组件34还包括第二接头68和杆致动器66，杆致动器66安装于基座58并且能进行操作以锁定第二接头68，如以下进一步描述的。

工具保持器36大体上包括工具转接器70和工具连接构件74，工具转接器70限定用于接纳转矩工具的开口72，工具连接构件74延伸到间隙64中并且通过凸肩螺栓76连接到第二接头组件34。如参照图23和图24描述的，工具转接器70可包括用于提供三个可旋转自由度的可旋转连接件。

如图3所示，第一接头54大体上包括齿轮杆78(在图22中最佳示出)、上覆盖板80、上外齿轮82、内齿轮84、分隔件86、紧固件88、下外齿轮90和下覆盖板92。在图13至图16中分别最佳示出上覆盖板80、上外齿轮82、分隔件86和内齿轮84。内齿轮84和下外齿轮90可被称为第一齿轮和第一反作用齿轮。如下所述，第一齿轮能从第一位置移动到第二位置。在第一位置，第一齿轮脱离第一反作用齿轮。在第二位置，第一齿轮接合第一反作用齿轮，以锁定第一接头54。参照图7A和图7B详细地描述第一位置和第二位置。上覆盖板80包括用于接纳齿轮杆78的一对开口94和用于接纳凸肩螺栓98的中心孔96。上外齿轮82包括用于与内齿轮84啮合的多个齿100。内齿轮84包括一对开口102、用于接纳凸肩螺栓98的中心孔104和用于与外齿轮82、90的齿100啮合的多个周缘齿106，如以下更详细描述的。分隔件86包括一对开口108和用于接纳凸肩螺栓98的中心开口110。下外齿轮90包括用于按下述方式与内齿轮的齿106啮合的多个齿112。最后，下覆盖板92包括用于接纳凸肩螺栓98的中心开口114和一对开口116，以允许能与覆盖板80、180和192进行互换。

杆致动器52包括外壳紧固件118、杆外壳120、齿轮杆紧固件122、杆转接器124(在图21中最佳示出)、圆柱形板126和弹簧128。圆柱形板126(在图17和图18中最佳示出)包括开口130、带螺纹开口132和中心开口134，开口130用于接纳齿轮杆紧固件122以便将齿轮杆78固定于圆柱形板126，带螺纹开口132用于接纳外壳紧固件118以便将杆外壳120固定于圆柱形板126，中心开口134用于按下述方式接纳杆转接器124。

杆致动器52和第一接头54按以下方式被组装和操作。弹簧128被布置在形成在第一接头组件32的下壁40中的凹陷136中。齿轮杆紧固件122被布置成穿过圆柱形板126的开口130，进入齿轮杆78的端部中，由此将齿轮杆78固定于圆柱形板126。将圆柱形板126和齿轮杆78的组件布置在第一接头组件32的中心开口48中，并且齿轮杆78被布置成穿过形成在第一接头组件32的下壁40中的开口138。齿轮杆78被布置成穿过上覆盖板80的开口94，并且上覆盖板80紧贴下壁40的下表面设置，使得上覆盖板80中的凹口81(图13中示出)接合下壁40的延伸件39(图8中示出)，由此固定上覆盖板80的位置。上外齿轮82布置在上覆盖板80下方并且齿轮杆78设置在内齿轮84的开口102上。上外齿轮82)中的凹口83(图14中示出也接合下壁40的延伸件39，以固定上外齿轮82相对于框架38的位置。分隔件86布置在内齿轮84下方，并且紧固件88被旋入穿过分隔件86的开口108和内齿轮84的开口102，进入齿轮杆78的端部的带螺纹开口中。这样将齿轮杆78固定于内齿轮84(和分隔件86)。下外齿轮90布置在分隔件86下方并且下覆盖板92布置在下外齿轮90下方。第二接头组件34布置在下覆盖板92下方，使得第二接头组件34的上壁60的延伸件57(图11中示出)接合形成在下外齿轮90和下覆盖板92中的凹口，由此将下外齿轮90和下覆盖板92相对于第二接头组件34固定就位。然后，将凸肩螺栓98布置成穿过第二接头组件34的上壁60的开口140并且穿过部件92、90、86、84、82和80的中心开口。凸肩螺栓98的端部被旋入并且固定在形成在第一接头组件32的下壁40的下表面中的开口(图3中未示出，但设置在开口142正下方)内。以此方式，第一接头组件32连接到第二接头组件34，使第一接头54的部件夹在其间。随后，将杆转接器124布置成穿过圆柱形板126的开口134，旋入并且固定在形成在第一接头组件32的下壁40中的开口142内。杆外壳120的杆从杆转接器124延伸并且与其连接。然后，使用圆柱形紧固件118将杆外壳120固定于圆柱形板126。

第一接头组件32正常情况下是解锁的。需要能量来压缩弹簧128，以致使内齿轮84向下移动并且部分在上外齿轮82和下外齿轮90内，以锁定第一接头组件32。因此，当能量不可用时，第一接头组件32解锁。如图7A和图7B中最佳示出的，组装的杆外壳120和圆柱形板126(经由齿轮杆紧固件122)附接于齿轮杆78的在第一接头组件32的下壁40上方的一端。另外，内齿轮84和分隔件86(经由紧固件88)附接于齿轮杆78的另一端。如图7A中所示，当启用杆致动器52时，杆转接器124回缩。因为杆转接器124固定地连接到下壁40，该回缩造成杆外壳120和圆柱形板126对抗弹簧128的向上力向着下壁40向下移动。因此，齿轮杆78还向下移动，由此将内齿轮84从第一位置向下移动到第二位置，由此将第一接头54置于锁定位置。当第一接头54处于锁定位置时，内齿轮84部分地在上外齿轮82内并且部分地在下外齿轮90内。另外，内齿轮84的齿106接合上外齿轮82的齿100和下外齿轮90的齿112。在本公开内容的一个实施方式中，分隔件86降至最低点，紧贴覆盖板92，由此控制内齿轮84在下外齿轮90中的***深度。在任一个实施方式中，这样防止第一接头54旋转。换句话讲，第二接头组件34不能相对于第一接头组件32围绕凸肩螺栓98旋转，因为内齿轮84和外齿轮82、90之间的齿的啮合防止外齿轮82、90(进而第一接头组件32和第二接头组件34)相对于彼此旋转。在控制装置(未示出)检测到已致动转矩工具12时，自动地启动杆致动器52。

如图7B中所示，当没有启用杆致动器52(因为没有启动转矩工具12)时，允许杆转接器124延伸。因此，弹簧128伸展达其正常伸展状态，并且造成杆外壳120和圆柱形板126向上移动，远离下壁40。因此，齿轮杆78也向上移动，由此将内齿轮84从第二位置向上移动到第一位置，由此将第一接头54置于解锁位置。当第一接头54处于解锁位置时，内齿轮84完全地在上外齿轮82内。分隔件86保持在下外齿轮90中，以在第一接头54围绕轴线144旋转时保持下外齿轮90的对准。另外，内齿轮84的齿106接合上外齿轮82的齿100，但齿106没有接合下外齿轮90的齿112。这样允许第一接头54旋转。换句话讲，第二接头组件34可相对于第一接头组件32围绕凸肩螺栓98旋转，因为并没有防止外齿轮82、90(进而第一接头组件32和第二接头组件34)相对于彼此旋转。这样允许操作人员将第二接头组件34和转矩工具12围绕穿过凸肩螺栓98的轴线144定位在任何取向上。在处理装置、控制器或其他控制装置(未示出)检测到不再启用转矩工具12时，自动地停用杆致动器52。

回头参照图3，示出第二接头68和杆致动器66。第二接头68包括与第一接头54的部件相同的部件，这些部件带有第一接头54的对应部件的编号增加100后的编号。因此，第二接头68的部件包括齿轮杆178、上覆盖板180、上外齿轮182、内齿轮184、分隔件186、紧固件188、下外齿轮190和下覆盖板192。杆致动器66的部件与杆致动器52的部件相同，这些部件带有杆致动器52的对应部件的编号增加100后的编号。因此，杆致动器66的部件包括外壳紧固件218、杆外壳220、齿轮杆紧固件222、杆转接器224、圆柱形板226和弹簧228。内齿轮184和下外齿轮190可被称为第二齿轮和第二反作用齿轮。第二齿轮能从第一位置移动到第二位置。在第一位置，第二齿轮脱离第二反作用齿轮。在第二位置，第二齿轮接合第二反作用齿轮，以锁定第二接头68。

第二接头68和杆致动器66的组装和操作也与上述的第一接头54和杆致动器52的组装和操作非常相似。总体上，使用齿轮杆紧固件22将板226附接于齿轮杆178的一端。使用紧固件188将齿轮杆178的另一端附接于内齿轮184和分隔件186。弹簧228被设置在第二接头组件34的壁58和板226之间。使用外壳紧固件218将杆外壳220固定于板226。对于第二接头68，凸肩螺栓76被布置成穿过第二接头组件34的壁62的开口230，穿过工具保持器36的工具连接构件74的开口234，穿过第二接头68的部件，旋入并且固定于第二接头组件34的壁58的开口232。下覆盖板192和下外齿轮190中的凹口接合工具保持器36的延伸件37(在图19和图20中最佳示出)，以防止其间相对旋转。

如以上参照第一接头54和杆致动器52描述的，第二接头68的内齿轮184因杆致动器66的启用和停用(和弹簧228的偏置力)而移动，以将第二接头68布置成锁定或解锁位置。当处于锁定位置时，杆转接器224回缩，以将内齿轮184设置成与上外齿轮182和下外齿轮190啮合接合，由此防止第二接头68旋转。当处于解锁位置时，杆转接器224延伸(在弹簧228的偏置力的作用下)，以将内齿轮184设置成与上外齿轮182啮合接合，但没有与下外齿轮190啮合接合，由此允许第二接头68(以及特别地，工具保持器36和转矩工具12)围绕第二接头68的轴线236旋转，轴线236垂直于穿过第一接头54的凸肩螺栓76(参见图7B)的轴线144。因为防止第二接头68(以及工具保持器36和转矩工具12)在第二接头68锁定时围绕轴线236旋转，所以转矩限制器装置30吸收工具12围绕轴线236的任何反作用转矩。因为第二接头68在解锁时允许工具保持器36和转矩工具12围绕轴线236旋转，所以转矩限制器装置30允许工具12重新取向成围绕轴线236得到任何取向。

以上述方式，第一接头54和第二接头68在处于锁定位置时从工具12吸收反作用转矩(将此反作用转矩通过转矩限制器连接构件50传递到转矩限制器装置14)，锁定位置对应于转矩工具12的启用。另外，第一接头54和第二接头68允许在解锁位置时将工具12重新取向成相对于轴线144和轴线236的任何取向。如此，转矩限制器装置30使得工具12能够具有多个取向而不需要多个工具12，并且使与定位用在发动机上的紧固件相关的发动机设计有更强的自由度。

图23和图24是用标号300表示的转矩传递装置的另一个实施方式的透视图，图25是转矩传递装置300的立体图，图26是转矩传递装置300的剖面立体图。转矩传递装置30和300共享一些部件，这些部件将用参照图2至图6指定这些部件的相同标号指定。现在，参照图23和图24，转矩传递装置300大体上包括转矩限制器连接构件302、具有第一接头306的第一接头组件304(在图27和图28中最佳示出)、具有第二接头310的第二接头组件308和工具保持器316。工具保持器316支撑转矩工具。第一接头组件304和第二接头组件308以相同方式发挥作用。第一接头组件304和第二接头组件308在正常情况下是锁定的，由此转矩工具的反作用转矩通过工具保持器316、第一接头组件304和第二接头组件308传递到转矩限制器连接构件302和与其连接的转矩限制器装置。当停用转矩工具时，第一接头组件304和第二接头组件308变得解锁，并且转矩工具可重新取向，相对于转矩限制器装置具有至少由箭头320和322所例示的两个自由度。工具保持器316提供箭头324所例示的附加自由度。

相比于转矩传递装置30，转矩传递装置300被配置成允许使用适于与不同转矩限制器装置连接的不同转矩限制器连接构件。转矩限制器连接构件302(在图20和图21中更详细地示出)例示了转矩限制器连接构件的一个实施方式。转矩限制器连接构件518(在图36和图37中示出)例示了转矩限制器连接构件的另一个实施方式。理解本公开内容的本领域技术人员将能够把转矩限制器连接构件的附加配置设计成与不同转矩限制器装置配合。

第一接头组件304包括第一接头306、杆致动器352和框架330，框架330具有下壁340、上壁342和在下壁340和上壁342之间延伸的侧壁44、46。在图31中示出框架330的剖视图。上壁342可包括：带螺纹孔346和348，带螺纹孔346和348被配置成通过螺纹接纳螺栓500(图34中示出)，以固定转矩限制器连接构件302；和/或孔347，孔347被配置成接纳凸肩螺栓350以固定转矩限制器连接构件518。杆致动器352设置在中心开口48内并且能进行操作来解锁第一接头306。

第二接头组件308包括第二接头310、第二杆致动器366和框架356，框架356具有基座358、从基座358延伸的上壁360和从上壁360延伸的端壁362。在图32中示出框架356的剖视图。如所示出的，端壁362与基座358基本上成平行关系地延伸，基座358、上壁360和端壁362一起形成间隙64。第二杆致动器366安装于基座358并且能进行操作来解锁第二接头310。第一杆致动器352和第二杆致动器366可被气动地启动或电启动。在正常情况下的锁定配置中，解锁接头必须用到压缩空气或电功率。因此，如果操作人员使用转矩传递装置300并且突然失去压缩空气或动力，则转矩传递装置300将因压缩弹簧128的操作(伸展)而立即锁定，从而防止转矩工具与解锁的转矩传递装置300的意外使用(安全配置失效)。相比之下，转矩传递装置30在正常情况下是解锁的。转矩传递装置30的弹簧128设置在下壁40的上侧，并且在失去压缩空气或动力时，弹簧128伸展，造成内齿轮84向上移动，从而将转矩传递装置30解锁。

工具保持器316大体上包括工具转接器550(在图38和图39中示出)和工具连接构件370，工具转接器550具有用于接纳转矩工具的开口72，工具连接构件370包括突起372，突起372从基座374延伸到间隙64中并且通过凸肩螺栓76连接到第二接头组件308。通过螺栓376的连接将基座374固定到工具转接器550。

参照图25，转矩传递装置300的分解视图详细地示出第一接头组件304和第二接头组件308。第一接头306总体上包括齿轮杆78、上覆盖板400、上外齿轮402、内齿轮84、分隔件86、下外齿轮404和下覆盖板406。在图29和图30中示出上覆盖板400和上外齿轮402的俯视图。上外齿轮402、452和下外齿轮404、454包括内周缘，内周缘带有从其向内延伸的齿100、112，如图30中所示。上覆盖板400包括用于接纳齿轮杆78的一对开口410和用于接纳凸肩螺栓98的中心开口412。上外齿轮402包括用于与内齿轮84啮合的多个齿100。内齿轮84包括一对开口102、用于接纳凸肩螺栓98的中心孔104和用于与外齿轮402、404的齿100、112啮合的周缘齿106。下外齿轮404包括用于与内齿轮106啮合的齿112。下覆盖板406包括用于接纳凸肩螺栓98的中心开口414和一对开口416，以允许能与上覆盖板400进行互换。上覆盖板400和上外齿轮402分别包括开口420、422，开口420、422用于接纳保持器428，以将上覆盖板400和上外齿轮402相对于框架330固定，防止上覆盖板400和上外齿轮402相对于框架330旋转。在框架330中设置用于接纳保持器428的孔440。下外齿轮404和下覆盖板406分别包括开口424、426，开口424、426用于接纳保持器430，以将下外齿轮404和下覆盖板406相对于框架356固定，防止下外齿轮404和下覆盖板406相对于框架356旋转。在框架356中设置用于接纳保持器430的孔442。示例性保持器包括衬套、定位螺钉、销和框架能接纳的以防止外齿轮相对于框架旋转发热任何其他部件。

杆致动器352包括外壳紧固件118(例如，凹头螺钉)、杆外壳432、活塞492和从其垂直延伸的杆494(在图27和图28中最佳示出)。活塞492和杆494设置在腔室490内。定位螺钉434将杆494和下壁340连接于开口142处。

第一接头306在正常情况下是锁定的。需要能量来压缩弹簧128，以致使内齿轮84向上移动，远离下外齿轮404，以解锁第一接头306。因此，当能量不可得时，第一接头306因弹簧128的操作(伸展)而锁定。弹簧128被安置在孔136中并且被衬套436固定在其中。每个衬套436固定于框架330并且提供弹簧128作用在其上的肩部。通过外壳紧固件118将齿轮杆78固定于杆外壳432。在本实施方式中，每个齿轮杆78在其远端具有弹簧128作用在其上的肩部。因此，每个弹簧128受到衬套436的肩部和齿轮杆78的肩部约束。意外地或由于失去压缩空气而停用/停止杆致动器352例如致使弹簧128伸展并且推动齿轮杆78的肩部，从而将杆外壳432、齿轮杆78和内齿轮84向下移动以锁定第一接头306，其中，内齿轮84部分在上外齿轮402内并且部分在下外齿轮404内，内齿轮84的齿106接合上外齿轮402的齿100和下外齿轮404的齿112。这在图27中最佳示出的，在图27中，设置参考线496和498，以突出杆外壳432的相对位置。参考线498穿过上外齿轮402和下外齿轮404之间。在图27中，参考线496表示参考线498和腔室490的最靠上表面之间的距离。

杆致动器352的启用/致动将杆外壳432、齿轮杆78和内齿轮84向上移动，从而压缩弹簧128并且解锁第一接头306。压缩空气或电功率致使活塞492延伸，从而造成杆外壳432和内齿轮84向上移动，如图28中所示，其中，内齿轮84不再部分在下外齿轮40内。参考线496和腔室490的最靠上表面之间的间隙表示杆外壳432为解锁第一接头306而进行的移动。

第二接头组件308以与第一接头组件304相同的方式操作。第二接头310大体上包括齿轮杆178、上覆盖板450、上外齿轮452、内齿轮184、分隔件186、下外齿轮454和下覆盖板456。上覆盖板450等同于上覆盖板400。上外齿轮452等同于上外齿轮402。下外齿轮454等同于下外齿轮404。下覆盖板456等同于下覆盖板406。第二接头310还包括保持器460，保持器460被框架356中的开口462接纳并且被配置成与上覆盖板450中的孔和上外齿轮452中的孔配合，以将上覆盖板450和上外齿轮452相对于框架356固定，防止上覆盖板450和上外齿轮452相对于框架356旋转。第二接头310还包括保持器464，保持器464被工具连接构件370中的开口466接纳并且被配置成与下外齿轮454和下覆盖板456中的孔配合，以将下外齿轮454和下覆盖板456相对于工具连接构件370固定，防止下外齿轮454和下覆盖板456相对于工具连接构件370旋转。在图33中示出工具连接构件370的侧视图。

杆致动器366包括外壳紧固件218(例如，凹头螺钉)、杆外壳482、设置在腔室(未示出)内的活塞492和从其垂直延伸的杆(在图27和图28中最佳示出)。定位螺钉484将杆和基座358连接于开口232处。

第二接头310在正常情况下是锁定的。需要能量来压缩弹簧228，以致使内齿轮184远离下外齿轮454移动，以解锁第二接头310。因此，当能量不可用时，第二接头310锁定。弹簧228被安置在孔468中并且被衬套486固定在其中。每个衬套486固定于基座358并且提供弹簧228作用在其上的肩部。通过外壳紧固件218将齿轮杆178固定于杆外壳482。在本实施方式中，每个齿轮杆178在其远端具有弹簧228作用在其上的肩部。因此，每个弹簧228受到衬套486的肩部和齿轮杆178的肩部约束。意外地或由于失去压缩空气而停用/停止杆致动器366，这例如致使弹簧228伸展并且推动齿轮杆178的肩部，从而将杆外壳482、齿轮杆178和内齿轮184向着下外齿轮454移动以锁定第二接头310，其中，内齿轮184部分在上外齿轮452内并且部分在下外齿轮454内。杆致动器366的启用/致动将杆外壳482、齿轮杆178和内齿轮184在相反方向上移动，从而压缩弹簧228并且解锁第二接头310，其中，内齿轮184不再部分在下外齿轮454内。

杆致动器52、66、352和366可包括在施加电功率时致使杆伸展或回缩的螺线管，或者如以上讨论的，可包括在施加气动压力时致使杆伸展或回缩的气动致动器。在这两种情况下，来自控制器、处理装置或其他控制装置的控制信号可致使向杆致动器提供电功率或气动动力以解锁处于在正常锁定配置的接头。在替代实施方式下，来自控制器、处理装置或其他控制装置的控制信号可致使向杆致动器提供电或气动动力以锁定处于正常解锁配置的接头。

电转矩工具连接到包括控制器的控制盒，可在控制器中将所期望的转矩大小和转矩序列编程，如本领域中已知的。控制盒可被配置成输出信号，例如，24伏的信号。该信号可被提供到与杆致动器连接的气动阀。当启用转矩工具时，信号根据期望为气动阀供应能量或去除能量，以对应地对杆致动器的腔室施压并且锁定接头(在正常情况下解锁的接头)或者去除对腔室的压力并且解锁接头(在正常情况下锁定的接头)。气动转矩工具可连接到压力传感器，压力传感器被配置成检测转矩工具的接合和脱离。控制器、处理装置或其他控制装置可随后从压力传感器接收信号并且输出如之前描述的信号以锁定或解锁接头。如果杆致动器被螺线管致动，则来自控制盒或控制装置的输出信号被提供到杆致动器的螺线管而非气动阀，以实现所述结果。

现在，参照图33，工具连接构件370包括从基座374延伸的突起372。突起372包括用于接纳凸肩螺栓76的孔口或开口234和用于接纳保持器464的孔口或开口466，由此防止下外齿轮454和下覆盖板456相对于工具连接构件370旋转。基座374包括两个孔口或开口378，孔口或开口378用于接纳凸肩螺栓376，以将基座374固定于工具保持器316的工具转接器550。

图34和图35是转矩限制器连接构件302的立体图。转矩限制器连接构件302包括基座502和突起504，突起504从基座502延伸并且具有两个孔口506，孔口506适于将转矩限制器连接构件302固定于转矩限制器装置。基座502还包括两个孔口508，孔口508用于接纳贯穿其中的螺栓500，以在螺栓500固定于孔346、348时将转矩限制器连接构件302固定于框架330。

图36和图37是转矩限制器连接构件518的立体图。转矩限制器连接构件518包括主体520，主体520具有中心孔口522并且还包括几个孔口524，中心孔口522适于与转矩限制器装置的圆柱形突起连接，并且几个孔口524适于例如通过将销穿过孔口524和转矩限制器装置的圆柱形突起中的对应孔口来将转矩限制器连接构件518固定于圆柱形突起。主体520还包括下部中心孔口530，下部中心孔口530适于用凸肩螺栓350将转矩限制器连接构件518固定于孔347。在主体520的下表面上设置狭槽532。狭槽532跨过上壁342并且防止转矩限制器连接构件518相对于框架330旋转。

图38和图39是工具保持器316的工具转接器550的立体图和分解视图。工具转接器550包括圆柱形外壳552，圆柱形外壳552用两个轴承556可旋转地支撑对开圆柱554。圆柱形外壳552还包括两个带螺纹孔口558，两个带螺纹孔口558被配置成接纳螺栓376，以将工具转接器550固定于工具连接构件370的基座374。

所公开的实施方式示例了在转矩工具被启用时锁定而在转矩工具被停用时解锁以使得能够安全改变转矩工具的取向使其以至少两个自由度相对于转矩限制器装置取向的转矩传递装置。公开了连接构件、杆致动器和接头组件的变形形式。本领域的技术人员应该基于以上示例性实施方式理解如何修改所述部件而仍然同时实现上文中公开的权益和优点。

虽然本发明已经被描述为具有示例性设计，但可在本公开内容的精神和范围内进一步修改本发明。本申请因此旨在涵盖使用其大体原理的本发明的任何变形形式、使用形式或改变形式。另外，本申请旨在涵盖相对于本发明所属领域的已知实践或惯例内的对本公开内容的改变。

Claims (22)

1.一种转矩传递装置(30、300)，该转矩传递装置用于将转矩从转矩工具(12)传递到转矩限制器装置(14)，该转矩传递装置包括：

转矩限制器连接构件(50、302、518)，该转矩限制器连接构件适于连接到所述转矩限制器装置；

第一接头(54、306)；

第二接头(68、310)；以及

工具连接构件(36、370)，该工具连接构件适于连接到所述转矩工具，

其中，所述第一接头和所述第二接头被配置成响应于所述转矩工具的启用而锁定，以将所述转矩工具所产生的反作用转矩传递到所述转矩限制器装置；并且

其中，所述第一接头和所述第二接头被配置成响应于所述转矩工具的停用而解锁，以使得所述转矩工具和所述转矩限制器装置之间能够沿着第一轴线和第二轴线旋转，所述第二轴线不同于所述第一轴线。

2.根据权利要求1所述的转矩传递装置，其中，所述第一接头(54、306)包括第一齿轮(84)和第一反作用齿轮(90、404)，所述第一齿轮(84)能够从所述第一齿轮(84)的第一位置移动到所述第一齿轮(84)的第二位置，在所述第一位置，所述第一齿轮(84)脱离所述第一反作用齿轮(90、404)，在所述第二位置，所述第一齿轮(84)接合所述第一反作用齿轮(90、404)以锁定所述第一接头。

3.根据权利要求2所述的转矩传递装置，该转矩传递装置还包括第一框架(330)和第一致动器(352)，所述第一致动器(352)固定于所述第一齿轮和所述第一框架并且被配置成使所述第一齿轮相对于所述第一框架移动。

4.根据权利要求3所述的转矩传递装置，其中，所述第一致动器的启用使所述第一齿轮移动到所述第一反作用齿轮中以锁定所述第一接头。

5.根据权利要求3所述的转矩传递装置，该转矩传递装置还包括对着所述第一框架施加张力的第一弹簧(128)，其中，所述第一致动器的停用致使所述第一弹簧将所述第一齿轮移动到所述第一反作用齿轮以锁定所述第一接头。

6.根据权利要求3所述的转矩传递装置，该转矩传递装置还包括对着所述第一框架施加张力的第一弹簧(128)，其中，所述第一致动器的停用致使所述第一弹簧将所述第一齿轮移出所述第一反作用齿轮以解锁所述第一接头。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的转矩传递装置，其中，所述第一反作用齿轮包括从其内周缘向内伸出的齿，并且所述第一齿轮包括外周缘，所述外周缘具有从其向外伸出的齿，并且其中，当所述第一齿轮接合所述第一反作用齿轮时，所述第一齿轮的所述齿和所述第一反作用齿轮的所述齿啮合以锁定所述第一接头。

8.根据权利要求7所述的转矩传递装置，其中，所述第一接头还包括上外齿轮，所述上外齿轮设置在所述第一框架和所述第一反作用齿轮之间并且具有内周缘，所述上外齿轮的所述内周缘具有从其向外伸出的齿，并且其中，所述第一齿轮的所述齿、所述上外齿轮的所述齿和所述第一反作用齿轮的所述齿啮合以锁定所述第一接头。

9.根据权利要求8所述的转矩传递装置，其中，所述第一接头还包括分隔件(108)，所述分隔件附连到所述第一齿轮并且被配置成限制所述第一齿轮向所述第一反作用齿轮中的移动。

10.根据权利要求9所述的转矩传递装置，其中，所述分隔件能拆卸地附连到所述第一齿轮。

11.根据权利要求2所述的转矩传递装置，所述转矩传递装置还包括第二接头(66、310)，所述第二接头包括第二齿轮(184)和第二反作用齿轮(190、454)，所述第二齿轮(184)能够从所述第二齿轮(184)的第一位置移动到所述第二齿轮(84)的第二位置，在所述第二齿轮(184)的所述第一位置，所述第二齿轮(84)脱离所述第二反作用齿轮(90、404)，在所述第二齿轮(84)的所述第二位置，所述第二齿轮(84)接合所述第二反作用齿轮(90、404)以锁定所述第二接头。

12.根据权利要求1所述的转矩传递装置，所述转矩传递装置还包括第一接头组件和第二接头组件，所述第一接头组件包括所述第一接头、支撑所述第一接头的第一框架和被配置成锁定和解锁所述第一接头的第一致动器，并且所述第二接头组件包括所述第二接头、支撑所述第二接头的第二框架和被配置成锁定和解锁所述第二接头的第二致动器。

13.根据权利要求3所述的转矩传递装置，所述转矩传递装置还包括与所述工具连接构件连接的工具转接器(70、550)，所述工具转接器具有被配置成接纳所述转矩工具的开口(72)。

14.根据权利要求13所述的转矩传递装置，其中，所述工具转接器能拆卸地连接到所述工具连接构件。

15.根据权利要求13所述的转矩传递装置，其中，所述工具转接器包括轴承(556)，所述轴承(556)适于将所述转矩工具能旋转地连接到所述工具连接构件，以使得实现所述转矩工具和所述转矩限制器装置之间以至少三个自由度旋转。

16.根据权利要求13所述的转矩传递装置，其中，所述转矩限制器连接构件能拆卸地连接到所述第一框架。

17.根据权利要求1所述的转矩传递装置，其中，所述第一轴线和所述第二轴线彼此垂直。

18.根据权利要求1所述的转矩传递装置，所述转矩传递装置还包括控制器，所述控制器被配置成接收转矩工具启用信号，并且响应于所述转矩工具启用信号，输出被配置成锁定所述第一接头和所述第二接头的控制信号。

19.根据权利要求1所述的转矩传递装置，其中，所述转矩限制器装置包括失速杆。

20.一种转矩传递装置(30、300)，该转矩传递装置用于将转矩从转矩工具(12)传递到转矩限制器装置(14)，该转矩传递装置包括：

转矩限制器连接构件(50、302、518)，该转矩限制器连接构件适于连接到所述转矩限制器装置；

工具连接构件(36、370)，该工具连接构件适于连接到所述转矩工具；

第一接头装置，所述第一接头装置用于将所述转矩限制器连接构件能旋转地接合于所述工具连接构件，以在所述转矩工具未启用时允许所述转矩工具相对于所述转矩限制器装置围绕第一轴线旋转，并且在所述转矩工具被启用时防止所述转矩工具围绕所述第一轴线旋转；以及

第二接头装置，所述第二接头装置用于将所述第一接头装置能旋转地接合于所述工具连接构件，以在所述转矩工具未启用时允许所述转矩工具相对于所述转矩限制器装置围绕第二轴线旋转，并且在所述转矩工具被启用时防止所述转矩工具围绕所述第二轴线旋转。

21.一种用转矩工具来扭转固定构件的方法，该方法包括：

将转矩传递装置(30、300)连接到所述转矩工具(12)；

将所述转矩传递装置(30、300)连接到转矩限制器装置，其中，所述转矩传递装置包括第一接头，所述第一接头被配置成允许所述转矩工具相对于所述转矩限制器装置围绕第一轴线旋转，并且所述转矩传递装置还包括第二接头，所述第二接头被配置成允许所述转矩工具相对于所述转矩限制器装置围绕第二轴线旋转；

启用所述转矩工具，由此所述转矩工具的启用将所述第一接头和所述第二接头锁定，以防止所述转矩工具围绕所述第一轴线和所述第二轴线旋转；以及

停用所述转矩工具，由此所述转矩工具的停用将所述第一接头和所述第二接头解锁，以允许所述转矩工具围绕所述第一轴线和所述第二轴线旋转。

22.根据权利要求21所述的用转矩工具来扭转固定构件的方法，其中，所述转矩传递装置在正常情况下是锁定的，并且启用所述转矩工具使第一齿轮与第一反作用齿轮脱离以解锁所述第一接头。