CN1105078C - 可调扭矩的旋螺纹用的心轴组件 - Google Patents

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Abstract

本发明关于一种螺纹连接心轴，该心轴包括一心轴(5)，该心轴设有一握持装置(6)并与由一马达装置(11)驱动而转动的一小齿轮(7)整体结合，该马达装置包括有一固定于一传动构件(12，14，15，16)的一活塞杆的气缸(17)和一设在一沿着拧紧方向向气缸供流体的管道上的、用来调节压力的构件。

Description

可调扭矩的旋螺纹用的心轴组件
技术领域
本发明涉及一种尤其可用于将螺帽拧到具有螺纹颈部的部件上的可调扭矩的旋螺纹用的心轴组件。
背景技术
已知的旋螺纹用的心轴组件包括一用于转动一轴的电动机或气动马达，其中，该轴的一端固定有一握持螺帽的卡盘装置。该轴也能被驱动以作垂直移动，使将该螺帽接触并拧于一螺纹颈部上。
有关这种心轴组件的其中一个问题在于控制施加于该螺帽的拧紧扭矩。重要的是要使扭矩足够大，以确保该部件被可靠地关闭并避免正将部件关闭的螺帽不适时地被松开。但不用由此强迫使用人使用一工具以打开该部件。所以，必需将一扭矩限制装置介置于马达与心轴之间，以便传递一确定的拧紧扭矩。
尤其从专利文件US 4 756 137和EP 387 153知道了基于摩擦的扭矩限制器装置，该装置包括两互相压贴的板。但是，两板之间的摩擦的增大使产生较大的磨损并发热，从而改变了它们的摩擦系数。因此，传递的拧紧扭矩不是恒定的。还存有一些能避免上述缺点的磁性扭矩限制装置。但是，那些装置可能遇到了调节扭矩的问题，尤其因为磁性元件的寿命，以及当使用永久磁铁时，在滑动时要颤动。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种可调扭矩的旋螺纹用的心轴组件，这种心轴组件即使其受到强烈使用也不会发生扭矩误差。
为了实现上述目的，本发明提供一种旋螺纹用的心轴组件，该组件包括一心轴，该心轴设有一夹持装置并固定于一由一驱动组件转动的齿轮，其特点在于，该驱动组件包括一压力流体启动气缸，该气缸有一固定于一设置用来驱动该齿轮的传动系统的活塞杆；该驱动组件还包括一调节压力用的构件，该构件设置在一用来沿着螺纹拧紧方向将流体供给气缸的管道上。
这样，由于拧紧扭矩直接是由气缸施加的力的函数，该力又直接是由压力流体施加于气缸的进给压力的函数，该拧紧扭矩由气缸进给压力确定，使该气缸同时发挥了一驱动构件和一扭矩限制器的功能。
所以，本发明的心轴组件比起现有的心轴组件较简单而便宜。
本发明的另一优点在于，能通过对一调节所有心轴的共同的进给压力用的装置的作用，在一多心轴塔盘上调节多个心轴组件的拧紧扭矩。这样可避免需要操作每一个心轴组件，否则将导致在该塔盘上的心轴数量增多时会增加出差错危险。这样的进给压力调节能在该塔盘操作时进行。如此，本发明提高了这些塔盘的可靠性和有用性。
在本发明的一有利的实施例里，传动系统包括一齿条。
有利的是，该齿条平行于心轴的纵轴线，该传动系统包括一以一角度传递的齿轮。本发明的该心轴组件因此特别紧凑。
在本发明的一较佳实施例里，该传动系统包括一自由轮，该轮安装得能沿着螺纹拧紧方向提供向保持装置的单向传动。这样，在释放螺帽夹持装置前液压缸能返回到缩回位置，这样，在释放夹持装置的瞬间该心轴肯定未受到任何扭矩，如此，防止了在这样的脱开期间擦伤螺帽。
有利的是，液压缸被限制与该心轴一起移动。
这样的设置使本发明的心轴组件较紧凑。
按照本发明的另一特征，该传动系统包括一其直径比该齿轮的大的齿轮。这样使能增加对一给定的液压缸行程为拧紧螺纹所需的螺纹圈数。
在本发明的一有利的形式里，设置了至少一传感器，以探测液压缸活塞杆的位置。
通过加入一或多只活塞杆位置传感器，使能监测拧紧螺纹操作的进程。活塞杆的过多的位移意味着没有螺帽拧上，而即使达到了拧紧扭矩，太小的位移意味着一螺帽已出错地拧在了该部件的颈部上。装置既简便和便宜，又能确保螺纹拧紧操作的质量。
附图说明
在参阅唯一的附图阅读了本发明的一具体的、非限制性实施例后，将了解本发明的其他特点和优点，其中的该附图是本发明的一旋螺纹用的的心轴组件的分解立体图。
具体实施方式
现看附图，本发明的该旋螺纹用的心轴组件有一垂直导向管1，其顶部固定于一心轴撑架2。该导向管在一固定于一转动的平台4的套管3里垂直滑动。该管1可转动地收置一心轴5，该心轴的底端伸出管1外，并携带了一以传统的方式启动的卡盘型夹持装置6。该心轴的顶端携带了与一总的编号为11的驱动装置共同工作的一锥齿轮7。
心轴撑架2被安装得在一固定于转动平台4的立柱9上滑动，并携带了一与一凸轮(未图示)共同工作的凸轮从动件8，以给撑架2和与它相关的诸零件的高度定位。
一支撑板10固定于心轴撑架2的一侧，并携带了驱动组件11。
该驱动组件11包括一在由支撑板10携带的一轴承13里转动的中间轴12。该轴12的一端通过一自由轮20携带一锥形齿轮14，该锥形齿轮的齿啮合于齿轮7的齿，按角度传动；在其相反的一端，它携带了传动小齿轮15，该齿轮的齿啮合于一齿条16的齿。该齿条16垂直延伸，其底端固定于一垂直轴线启动气缸17的一活塞杆，该气缸的气缸体固定于支撑板10。该气缸连接于一位于一压缩流体进给管22上的压力调节件21，以沿一螺帽拧紧的方向驱动给液压缸。
一转动轴线平行于传动小齿轮15的轴线的倒转齿轮18可转动地安装在支撑板10的顶端，并基本上面朝驱动小齿轮15设在与其面对小齿轮15的一侧相对的齿条的这一侧，使齿条16被压贴于传动小齿轮15。
一传感器19被固定于支撑板10的顶端的一位高处，该位高当液压缸17的活塞杆充分伸展时相当于其极端位置。
在操作时，平台4由一马达围绕一固定结构转动。具有螺纹颈部的部件被一图中未表示的装置送入并被垂直保持在夹持装置6之下。
撑架及与其相关的诸零件组成一组件，该组件可沿垂直方向移动，但被限制与平台4一起转动。通过凸轮从动件8与凸轮的工作表面之间的接触确保了这一移动组件的垂直定位，所以，该定位取决于凸轮的轮廓。
在有一螺纹颈部的部件进到于保持装置6之下的一个位置的同时，所述装置以传统的方式被启动，以从一配给器(未图示)获取一螺帽。沿着该结构的凸轮的轮廓曲面移动的凸轮从动件8使该移动组件向下朝着螺纹颈部移动。
一旦盖子接触到螺纹颈部，被压缩的流体以一由压力调节件21预先调节好的压力送入气缸17。该气缸活塞杆17将齿条16向上推。齿条16转动传动小齿轮15。该小齿轮15通过轴12、齿轮14和7以及在导向管1里转动的心轴5将其转动传给了夹持装置6。对此，需观察到的是：自由轮20被安装得使气缸17沿着螺纹拧紧方向驱动心轴5，但当气缸17缩回时不驱动它。齿轮14的直径最好大于齿轮7的，使在气缸17的行程较短时在几圈螺纹内就可拧紧螺纹，如此就能使用一较紧凑的气缸。
在拧紧扭矩使一待产生的相反的扭矩的值等于加给气缸17的进给压力引起的传动扭矩时，轴停止转动并使齿条16停止。此后，在平台的一个与旋拧周期的末尾对应的角位置时，通过改变双作用气缸的进给方向，对于单作用气缸则通过停止其进给并使用弹性返回装置，就使液压缸缩回。由于齿轮14位于一自由轮上，心轴5保持不动。因此，夹持装置6的卡盘能打开而不会擦伤盖子。心轴组件抬起，以备用于后一新的循环。
在齿条的行程的末尾处设置一传感器19，该处超过了齿条16通常应当覆盖的距离，以便实现对螺帽旋入的转数以合适地将其盖上。
如果该传感器19探测到齿条16，意味着没有达到对应于进给压力的扭矩，这是因为由于螺帽有毛病，或该部件的颈部受损伤而无任何螺帽拧到位的缘故。
然后，传感器19指令该未正确关闭好的部件被传送到一被排除的回路中。
当希望将螺帽放在一系列所需的扭矩与先前的不同的新的部件上时，只需改变为气缸17所设定的进给压力即可。
本发明并不限于所描述的该实施例，也可使用同等的手段以再现由权利要求书限定的本发明的基本特征而覆盖任何变型设计。
特别是，尽管图示的自由轮20位于中间轴12与齿轮14间，也能将该自由轮设在在传动系统中的位于气缸17与夹持装置6间的任何一点处。也能提供一不包括一自由轮的传动系统。在此情况下，必须使气缸17连接于排气而不要在打开吸盘前缩回它。
尽管图示的齿条16处于一垂直位置，它能水平设置并直接啮合于齿轮7。在此情况下，该齿轮最好是圆柱齿轮。
尽管在所述的实施例里使用一齿条，也能采用任何可将液压缸活塞杆17的移动转变为转动以驱动心轴5的机构，如一曲柄和连接活塞杆型机构而实施本发明。

Claims (7)

1.一种旋螺纹用的心轴组件，该组件包括一心轴(5)，该心轴设有一夹持装置(6)并固定于一由一驱动组件(11)转动的齿轮(7)，
其特征在于，该驱动组件(11)包括一压力流体启动气缸(17)，该气缸有一固定于一设置用来驱动该齿轮(7)的传动系统(12，14，15，16)的活塞杆；该驱动组件(11)还包括一调节压力用的构件(21)，该构件设置在一用来沿着螺纹拧紧方向将流体供给气缸(17)的管道(22)上。
2.按照权利要求1所述的心轴组件，其特征在于，还包括一自由轮(20)，该轮安装得能沿着螺纹拧紧方向传动夹持装置(6)。
3.按照权利要求1所述的心轴组件，其特征在于，传动系统(12，14，15，16)包括一齿条(16)。
4.按照权利要求3述的心轴组件，其特征在于，齿条(16)平行于心轴(5)的纵轴线，传动系统(12，14，15，16)包括一通过一角度传递传动用的齿轮(14)。
5.按照权利要求1述的心轴组件，其特征在于，心轴可移动，气缸(17)被限制与心轴(5)一起移动。
6.按照权利要求1述的心轴组件，其特征在于，该传动系统(12，14，15，16)包括一其直径比齿轮(7)的大的齿轮。
7.按照权利要求1述的心轴组件，其特征在于，设置了至少一传感器，以探测液压缸活塞杆(17)的位置。
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