SE509915C2 - Hydraulisk momentimpulsgeneratoror - Google Patents

Description

PC* Pr. 509 915 kolvtätningningarna och fyllt upp utrymmet på båda sidor om kolven med vätska och därigenom gjort volymkompenseringsanordningen overksam.

Ytterligare en annan impulsgenerator av denna typ beskrivs i US 4,533,337. Volymkompenseringsanordningen i denna impulsgenerator innefattar en ringformig expansionskammare som är placerad i den bakre ändväggen hos drivorganet och som är fylld med ett skumplastmaterial. Vid expansion av hydraulvätskan inträder överskottsvätskan i expansionskammaren och sammanpressar det elastiska materialet. Elasticiteten hos detta material baserar sig på det faktum att skummaterialet innefattar ett stort antal gasfyllda slutna celler eller bubblor. Ett allvarligt problem som denna anordning är behäftad med är det svaga motståndet hos skumplastmaterialet mot den destruktiva inverkan av hydraulvätska. Livslängden hos denna typ av volymkompenserande anordning är ganska kort, eftersom de mycket tunna väggarna på de slutna cellerna inte står emot särskilt länge den aggressiva miljön som utgörs av hydraulvätskan. Efter det att de slutna cellerna kollapsat kommer skummaterialet bara att bli genomdränkt av hydraulvätskan och kommer inte att erbjuda någon elasticitet.

Det huvudsakliga ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma en hydraulisk momentimpulsgenerator försedd med en kompenseringsanordning för uppstående vätskevolymförändringar och som är fullständigt vätsketät, konstruktivt enkel och kompakt samt uppvisar en lång och säker livslängd.

Ytterligare ändamål och fördelar med uppfinningen framgår av den följande beskrivningen och patenkraven. nu x 5019 Föredragna utföringsformer av uppfinningen beskrivs nedan i detalj med hänvisning till bifogade ritningar.

Ritningsförteckning: Fig 1 visar en delvis skuren sidovy av en pneumatisk kraftskruvdragare försedd med en hydraulisk momentimpulsgenerator enligt uppfinningen.

Fig 2 visar ett tvärsnitt längs linjen II-II i Fig 1.

Fig 3 visar i större skala en delvy av impulsgeneratorn i Fig 1.

Fig 4 visar en delvis skuren sidovy av en impulsgenerator enligt en alternativ utföringsform av uppfinningen.

Fig 5 visar ett tvärsnitt längs linjen V-V i Fig 4.

Fig 6 visar i större skala en delvy av impulsgeneratorn i Fig 4.

I Fig 1, 2 och 3 visas en pneumatisk kraftskruvdragare innefattande ett hus 10 försett med ett handtag 11, en trycklufttillförselanslutning 12 och en utloppsdeflektor 13 placerade vid den nedre änden av handtaget 11, samt en pàdragsventil 14 för styrning av drivtryckluften till mutterdragaren.

Kraftmutterdragaren innefattar vidare en pneumatisk rotationsmotor (icke visad) ansluten till lufttillförselanslutningen 12 liksom till utloppsdeflektorn 13. Den senare kommunicerar med motorn via husets 10 inre vilket bildar del av utloppskanalen genom huset 10.

Kraftmutterdragaren innefattar också en hydraulisk momentimpulsgenerator 16 som drivs av motorn, samt en utgående axel 17 för avgivande av momentimpulser till ett skruvförband avsett för åtdragning. För detta ändamål år det utgående axeln 17 utformad med en fyrkanttapp för anslutning av en mutterhylsa av standardtyp. 509 915 Hydraulimpulsgeneratorn 16 innefattar ett drivorgan 18 som är förbundet med motorn och som innefattar en cylindrisk vätskekammare 19. Impulsgeneratorn 16 innefattar dessutom ett momentavgivningsorgan 20, vilket är utfört i ett stycke med den utgående axeln 17 och sträcker sig in i vätskekammaren 19 via en central öppning 21 i drivorganets 18 främre ändvägg 22.

Såsom tydligt framgår i Fig 2 har momentavgivningsorganet 20 en tvärgående cylinderborrning 23 i vilken är rörligt styrd två kolvar 24. Dessa drivs fram och åter i cylinderborrningen 23 medelst kamorgan innefattande två kamprofiler 26 utformade på vätskekammarens 19 innervägg samt en central kamspindel 27. Kamprofilerna 26 verkar på kolvarna 24 via två rullar 25. Den centrala kamspindeln 27 är rotationslagrad i momentavgivningsorganet 20 men rotationslåst relativt drivorganet 18.

Vid relativ rotation mellan drivorganet 18 och momentavgivningsorganet 20 driver kamprofilerna 26 samtidigt de två kolvarna 24 inåt för att därigenom generera högtryckspulser i cylinderborrningen 23 mellan kolvarna 24. Det momentmotstånd som påföres drivorganet 18 av de två kolvarna 24 och rullarna 25 i deras samverkan med kamprofilerna 26 resulterar i en momentan överföring av kinetisk energi från drivorganet 18 till momentavgivningsorganet 20 varigenom genereras en momentimpuls i momentavgivningsorganet 20.

Vid fortsatt relativ rotation mellan drivorganet 18 och momentavgivningsorganet 20 är kamspindeln 27 aktiv för att återföra kolvarna 24 och rullarna 25 till deras yttre lägen inför ett nästkommande impulsslag. Denna impulsgenererande mekanism beskrivs i ytterligare detalj i US 5,092,410. v Drivorganet 18 innefattar också en bakre ändvägg 30 vilken är utformad med en koppling (icke visad) för anslutning till motorn. Den bakre ändvàggen 30 är försedd med en hydraulisk vätskeackumulator för mottagning respektive återföring av hydraulvätska då volymen hos den senare förändras beroende pà exempelvis temperaturförändringar.

Vid stigande temperatur ökar volymen hos hydraulvätskan, och tillkommande volym hos vätskan absorberas i ackumulatorkammaren 32. När à andra sidan temperaturen hos vätskan minskar àterför ackumulatorkammaren vätska till vätskekammaren 19 för att kompensera för den minskade vätskevolymen.

Ackumulatorkammaren 32 bildas av en fördjupning 33 i ändväggen 30 och en koncentrisk urtagning 34 i en pluggformig förslutning 36. En gängförbindning 35 är anordnad för montering av förslutningen 36 i en cylinderborrning 37 i ändväggen 30. Mellan en ansats 38 i borrningen 37 och inneränden hos förslutningen 36 är fastspänd ett elastiskt rörligt membran 39 genom vilket ackumulatorkammaren 32 är uppdelad i en första avdelning 40 och en andra avdelning 42. Den första avdelningen 40 definieras av fördjupningen 33 och membranet 39, under det att den andra avdelningen 42 bildas av membranet 39 och urtagningen 34 i förslutningen 36. Se Fig 3.

Den första avdelningen 40 kommunicerar med vätskekammaren 19 via en kanal 43, under det att den andra avdelningen 42 är förbunden med området utanför impulsgeneratorn 16 via öppningar 44 placerade i bottenhörnen av två ändborrningar 45 i förslutningen 36. Dessa ândborrningar 45 är också avsedda att bilda grepp för ett àtdragningsverktyg för förslutningen. Öppningarna 44 har emellertid den väsentliga uppgiften att kommunicera lufttrycket från kraftmutterdragarhusets 10 insida till ackumulatorkammarens andra avdelning 42, för att därigenom uppnå en eftergivlig 509 915 stödkraft pà membranet 39 i riktning mot den första avdelningen 40. Det lufttryck som existerar i kraftmutterdragarens hus lO år utloppstrycket från luftmotorn.

Membrantet 39 illustreras i Fig 3 såsom bestående av två tunna skikt, nämligen ett skikt 47 av ett material med hög motståndskraft mot hydraulvätskan och ett andra skikt 48 med fördelaktiga egenskaper för åstadkommande av ett elastiskt deformerbart membran. Huvudändamàlet med det första membranskiktet 47 är alltså att skydda det andra skiktet 48 från destruktiv påverkan av den kemiskt aggressiva hydraulvätskan och därigenom åstadkomma en lång och säker livslängd hos membranet 39.

Under kraftmutterdragarens drift genereras och levereras upprepade momentimpulser via den utgående axeln 17. Detta medför en ökad temperatur och en motsvarande volymökning av hydraulvätskan. Som ett resultat av denna volymökning strömmar överskottsvätska ut genom kanalen 43 och inkommer i den första avdelningen 40 av ackumulatorkammaren 32.

Detta medför i sin tur en formförändring av membranet 39 mot stödverkan av lufttrycket i den andra avdelningen 42.

Membranet 39 böjer sig på det sätt som illustreras med streckade linjer i Fig 3.

Eftersom de impulsproducerande högtryckspulserna genereras av kolvarna 24 inuti högtryckscylinderborrningen 23 förblir trycket i vätskekammaren 19 på en i huvudsak konstant nivå.

Detta innebär att ackumulatorkammaren 32 och membranet 39 inte exponeras för några högtryckspulser vilka även genom en mycket kraftigt strypt kommunikationskanal skulle kunna ha en förstörande inverkan på membranet och funktionen av ackumulatoranordningen.

SOÉ 915 Efter avslutat arbete av kraftmutterdragaren och då temperaturen hos hydraulvätskan sjunker kommer den överflödiga vätskan som tidigare strömmat in i ackumulatorkammaren 32 att återvända till vätskekammaren 19 via kanalen 43 och genom inverkan av stödkraften från tryckluften i den andra avdelningen 42.

Den impulsgenerator som visas i Fig 4, 5 och 6 är i huvudsak av en välkänd typ som innefattar ett cylindriskt drivorgan 50 avsett att anslutas till en rotationsmotor samt ett momentavgivningsorgan 51 koaxiellt anordnat med drivorganet 50 och utformat i ett stycke med en utgående axel 52. Drivorganet SO innefattar en cylindrisk vätskekammare 53 i vilken den bakre änden av momentavgivningsorganet 51 ingår. För generering av tryckpulser är anordnat två radiellt rörliga lameller 54 anordnade i spår 55 i momentavgivningsorganet 51. Det senare är också utformat med longitudinellt sig sträckande orörliga tätningsåsar 57. Lamellerna 54 och tätningsåsarna 57 är avsedda att samverka med tätningspartier 58 respektive 59 på vätskekammarens 53 innervägg för att åstadkomma upprepade högtryckspulser i vätskekammaren 53.

En central kamspindel 60 är roterbart lagrad i momentavgivningsorganet 51 men rotationslàst relativt drivorganet 50. Kamspindeln 60 är anordnad att förflytta lamellerna utåt inför varje tryckpuls för att tillförsäkra att lamellerna 54 kommer till tätande anliggning mot tätningspartierna 58.

Drivorganet 50 innefattar vidare en främre ändvägg 61 med en central öppning 56 för genomföring av momentavgivningsorganet 51, samt en bakre ändvâgg 62 som är försedd med en axeltapp 63 för anslutning till en rotationsmotor. Den bakre ändväggen 62 är också utformad med en ringformig ackumulatorkammare 64 som är förbunden 509 915 med vätskekammaren 53 via en kanal 65. Ackumulatorkammaren 64 definieras av en ringformig förslutningsenhet som innefattar ett ringelement 66 med en ringformig urtagning 67, samt en hállarring 68 monterad i den bakre änden av drivorganet 50 via en gängförbindning 70. Detta innebär att då hållarringen 68 är monterad på drivorganet 50 pressar denna via gängförbindningen 70 ringelementet 66 mot ändväggen 61. Den klämmer också fast ändväggen 61 mot en ansats 69 i drivorganet 50 för att därigenom fast fixera ändväggen 62 relativt drivorganet 50.

Ackumulatorkammaren 64 är uppdelad i en första ringformig avdelning 71 och en andra ringformig avdelning 72 via ett ringformigt membran 73. Den första avdelningen 71 är ansluten till vätskekammaren 53 via en kanal 65 som har en öppning 74 som stàr i förbindelse med vätskekammaren 53 via en spalttätning för skydd av ackumulatorkammaren 50 och membranet 73 mot högtryckspulser. Såsom visas i Fig 5, är öppningen 74 placerad sä att den övertäcks av ändytan pà en lamell 54 då en högtryckspuls genereras i vätskekammaren 53.

I Fig 6 visas med streckade linjer en alternativ placering av öppningen 74, nämligen mellan ändväggen 61 och en ansats 75 pä momentavgivningsorganet 51. Genom detta arrangemang tillförsäkras att högtryckspulser inte kan nà öppningen 74 och därigenom ackumulatorkammaren 64.

Liksom i det först beskrivna exemplet är den andra avdelningen 71 av ackumulatorkammaren 64 försedd med en kanal 76 för anslutning till området utanför drivorganet 50 där utloppstrycket från motorn råder. Detta innebär att stödkraften pà membranet 73 ástadkommes av tryckluften.

Utföringsformerna av uppfinningen är inte begränsade till de beskrivna exemplen utan kan fritt varieras inom ramen 509 915 för patentkraven. T.ex. kan stödkraften pà membranet, cirkulärt eller ringformigt, mycket väl åstadkommas av något annat eftergivligt organ.

I sådana utföringsformer av uppfinningen där en elektrisk motor ingår uppstår ingen tryckökning av luften i det omgivande huset för användning som membranstöd. Som ett alternativt membranstöd kan den andra ackumulatoravdelningen utföras helt sluten så att luftvolymen däri kan verka som en fjäder och utöva en elastisk stödkraft på membranet. Ett annat alternativt stödorgan för membranet kan utgöras av en skumplast- eller gummimaterialkudde insatt i den andra ackumulatoravdelningen.

Claims (14)

509 915 10 Eatentkrayi

1. Hydraulisk momentimpulsgenerator för ett skruvdragningsverktyg, innefattande ett drivorgan (l8; 50) anslutet till en rotationsmotor och innefattande en i huvudsak cylindrisk vätskekammare (l9; 53) med två motsatta ändväggar (22, 30; 61, 62), ett impulsmottagande momentavgivningsorgan (20; 51) koaxiellt anordnat relativt nämnda drivorgan (l8; 50) och sträckande sig in i nämnda vätskekammare (l9; 53) genom en öppning (21; 56) i den ena av nämnda ändväggar (22; 61), en hydraulisk tryckimpulsgenererande anordning (23-27; 54-59) placerad i nämnda vätskekammare (l9; 53) för åstadkommande av momentimpulser vid relativrotation mellan nämnda drivorgan (l8; 50) och nämnda impulsmottagande momentavgivningsorgan (20; 51), (32; 64) av variabel volym placerad i nämnda drivorgan (l8; 50) och samt en vätskeackumulatorkammare ansluten till nämnda vätskekammare (19, 53) för kompensering av förekommande volymförändringar i hydraulvätskan, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda ackumulatorkammare (32; 64) är placerad i en av nämnda ändväggar (30; 62), ett elastiskt deformerbart membran (39; 73) anordnat att dela nämnda ackumulatorkammare (32; 64) i en första avdelning (40; 71) och en andra avdelning (42; 72), (43; 65) avdelning (40; 71) med nämnda vätskekammare (l9; 53), en vätskekanal sammanbindande nämnda första ett eftergivligt organ som åtminstone delvis ingår i nämnda andra avdelning (42; 72) för stödbelastning av nämnda membran (39; 73) i riktning mot nämnda första avdelning (40; 71), och en förslutningsenhet (36; 66, 68) delvis definierande nämnda ackumulatorkammare (32; 64) och försedd med monteringsorgan (35; 68) för fast montering mot nämnda ändvägg (30; 62) och bildande med en inre ände ett hàllarorgan för nämnda membran (39: 73). 5ó9((*š)1(S( i 11

2. Impulsgenerator enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda förslutningsenhet (36) innefattar en cylindrisk plugg utformad med en koncentrisk urtagning (34) vid sin inre ände, nämnda urtagning (34) bildar nämnda andra avdelning (42).

3. Impulsgenerator enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda urtagning (34) avgränsas av en i huvudsak delsfärisk yta som är anordnad att bilda stöd för nämnda membran (39) då detta är fullt utspänt.

4. Impulsgenerator enligt nàgot av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda drivorgan (18) är placerat i ett verktygshus (10) som matas med tryckluft, och att nämnda förslutningsenhet (36) uppvisar en luftkanal (44) som leder tryckluft in i nämnda andra avdelning (42) för stödbelastning av nämnda membran (39).

5. Impulsgenerator enligt nàgot av kraven 2-4, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda ackumulatorkammare (32) innefattar en cylindrisk borrning (37) uppvisande en ringformig ansats (38), och nämnda membran (39) är fastspänt mellan nämnda ansats (38) och den inre änden a nämnda förslutningsenhet (36) då den senare är monterad i nämnda borrning (37).

6. Impulsgenerator enligt kravet 5, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda plugg (36) är fastsatt i nämnda borrning (37) medelst en gängförbindning (35) som är anordnad att åstadkomma en klämkraft på nämnda membran (39).

7. Impulsgenerator enligt något av kraven 1-6, 509 915 12 k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda organ för stödbelastning av nämnda membran innefattar ett elastiskt komprimerbart skumplastelement.

8. Impulsgenerator enligt något av kraven 1-7, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda ackumulatorkammare (32) är placerad i en ändvägg (30) hos nämnda drivorgan (80), rotationsaxel. i ett sidoförskjutet läge relativt den senares

9. Impulsgenerator enligt något av kraven 1-8, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda momentavgivningsorgan (20) innefattar åtminstone en radiellt riktad högtryckscylinder (23) (19) och i vilken ett som är placerad inuti nämnda vätskekammare kolvelement (24) är fram- och ätergående drivet medelst en kammekanism (25-27) för åstadkommande av momentimpulsgenererande tryckpulser i nämnda (23), varvid nämnda ackumulatorkammare (19) utanför högtryckscylinder (32) nämnda högtryckscylinder (23). kommunicerar med nämnda vätskekammare

10. k ä n n e t e c k n a d ett eftergivligt material såsom plast eller gummi. Impulsgenerator enligt kravet 9, a v att nämnda membran består av

11. ll. Impulsgenerator enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda ackumulatorkammare (64) är ringformig och placerad koaxiellt med nämnda drivorgan (50), nämnda membran (73) är ringformigt, och nämnda förslutningsenhet (66, 68) innefattar ett ringelement (66) utformat med en ringformig urtagning (67) som bildar nämnda andra avdelning (72).

12. Impulsgenerator enligt kravet ll, so9 915ö 13 k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda förslutningsenhet (66, 68) innefattar ett ringelement (66) som definierar nämnda ackumulatorkammare samt en hållarring (68), varvid nämnda hållarring (68) är monterad i nämnda drivorgan (50) medelst en gängförbindning (70) som är anordnad att utöva en klämkraft på nämnda ringelement (66).

13. Impulsgenerator enligt kravet 11 eller 12, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda vätskekanal (65) förbinder nämnda första avdelning (71) hos ackumulatorkammaren (64) med nämnda vätskekammare (53) via en öppning (74) i den senare vilken är skyddad från högtryckspulser i nämnda vätskekammare (53) genom en flödesstrypning bildad av ett tätt spel mellan nämnda drivorgan (50) och nämnda momentavgivningsorgan (51).

14. Impulsgenerator enligt något av kraven 11-13, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda hydrauliska tryckpulsgenererande anordning (54-59) innefattar åtminstone en lamell (54) som är förskjutbart lagrad i ett radiellt spår (55) i nämnda momentavgivningsorgan (51) för samverkan med tätningspartier (58) pà nämnda drivorgan (50) inuti nämnda vätskekammare (53).