CN1287521A - 液压式脉冲扳手的夹紧控制装置 - Google Patents

Abstract

使连通高压腔H和低压腔L的旁通通路27的中间分叉出一个压力通路28,并在离开该旁通通路27的压力通路28的分叉点的高压腔H一侧,设固定节流器27a。上述压力通路28与安全阀31的输入端连接;同时,溢流至安全阀31的输出端的工作油的压力,可使自动断开机构41工作,从而停止对空气马达11的空气供应。另外,还设有调整上述安全阀31的溢流压力的溢流压力调整装置43。这样,可用简单的结构,进行高精度的夹紧扭矩控制。

Description

液压式脉冲扳手的夹紧控制装置

技术领域

本发明涉及液压式脉冲扳手的夹紧控制装置，特别涉及结构简单，可以进行高精度夹紧扭矩控制的液压式脉冲扳手的夹紧控制装置。

背景技术

首先，根据图4和图5，简单地说明现有的液压式脉冲扳手的夹紧扭矩产生机构。在图4中，51为缸体，52为配置在该缸体内部的主轴。上述缸体51利用空气马达驱动回转，上述主轴52的前端，与螺钉或螺母等夹紧件接合。在上述缸体51内形成液压缸53，其截面形状作成是在与离该主轴52的回转中心稍微偏心的位置上，作成的一对圆弧光滑地连接的形状。另外，在上述液压缸53的内圆周表面大约四等分位置上，分别形成沿着轴向延伸的密封部分53a，53b，53c和53d。另外，图中没有示出，在该液压缸53内充满工作油液。上述主轴52的底端的一侧插入配置上述液压缸53内；同时，在该底端形成叶片槽54，在叶片槽54内配置着两个可以自由滑动的叶片55，55。该两个叶片55，55，利用弹簧56(图5)加力推动，从而使其向径向方向的外侧突出；这样，该两个叶片55，55的端部与上述液压缸53的内圆周壁面滑动接触。另外，在上述主轴52上，与上述叶片55，55垂直相交的位置上，形成密封部分52a，52b。

在上述夹紧扭矩产生机构中，当利用空气马达驱动缸体51回转时，主轴52和液压缸53的相对回转位置变化。如图所示，当达到上述主轴52的各个密封部分52a，52b和各个叶片55，55的前端，完全与液压缸53的各个密封部分53a，53b，53c，53d接触在特定位置时，工作油液被封闭在两个叶片55，55的一侧；在该部分形成高压腔H。与上述叶片55，55的上述高压腔相反的一侧，工作油液不封闭，该部分成为压力比上述高压腔低的低压腔L。这样，由于工作油液被封闭，所以可产生脉冲式的高压压力；该脉冲式高压压力作用在主轴52上，并将夹紧扭矩传给被夹紧件。另外，即使在上述缸体51从上述状态回转180°时，仍是与上述状态相同，但在这个状态下，上述液压缸53的各个密封部分53b，53d与上述主轴52的各个密封部分52a，52b之间会产生间隙。为了能够产生间隙，一般需在各个密封部分53b，53d，52a，52b的形状和配置上想办法，或使上述各个密封部分53b，53d，52a，52b接触，然而，只有在这个状态下，通过采用上述高压腔H和低压腔L连通的结构，才能使在上述缸体51的一回转中，产生一次夹紧扭矩。

如上所述，在液压缸53内形成高压腔H和低压腔L以后，为了使缸体51可以回转，必须使高压腔H内的一部分高压油，从旁路流到低压腔L中。因此，在上述缸体51中，形成旁路通道57。另外，在上述缸体51中，设有横切于上述旁路通道57的一个阀芯插入孔58。阀芯59则插入该插入孔58中。

图5表示该脉冲产生机构的纵截面图。如图所示，在上述阀芯59上，形成与上述旁路通道57连通的通道60。当该连通通道60可调整上述阀芯59的轴向位置时，可起到改变其流路面积变化的作用。即，通过改变该连通通道60的流路面积，可以调整在上述高压腔H内产生的脉冲式高压压力的峰值压力，因而可以控制夹紧扭矩，例如，如果减小流路面积，则会产生高的峰值压力，结果，得到大的夹紧扭矩。

然而，在上述液压式脉冲扳手中，要附加一个当得到给定的夹紧扭矩时，可使空气马达的夹紧动作自动停止的机构。首先，在上述阀芯59的前端要附加一个安全阀61。该安全阀61的结构为，利用弹簧63将钢球62压在阀芯59的端面上，并与阀芯的端面接触的结构。上述连通通道60中的工作油压力，通过设置在该阀芯59中心的压力通路64，作用在上述钢球62上，并与上述弹簧63的力方向相对。上述安全阀61的输出端，与作用在上盖中的液压缸腔65连通。在该液压缸腔65内，设置着活塞66，借助该活塞66的动作，通过活塞杆67，使自动断开机构(图中没有示出)工作。即：在夹紧动作中，在上述高压腔H内产生峰值压力；当连通通路60中的工作油压力超过规定的压力时，上述安全阀61，克服弹簧63的力而打开。由于安全阀61打开而使溢流出的工作油流入液压缸腔65内，从而推动活塞66运动，再通过活塞杆67，使自动断开机构工作。通过这个自动断开机构的动作，可停止对空气马达的完气供应，从而使夹紧动作停止。

在上述液压式脉冲扳手中，夹紧扭矩的调整是通过在轴向移动上述阀芯59，调整上述连通通道60的流路面积，同时调整安全阀61的弹簧63的弹簧力来进行的。例如，当要增大夹紧扭矩时，可将阀芯59向图5的右端移动，增大连通通道60的节流作用，可使高压腔H内产生的工作油的峰值压力增大；同时，缩短安全阀61的弹簧63，增大弹簧力，将安全阀的溢流压力提高。

然而，在上述液压式脉冲扳手中，为了改变单一的一个夹紧扭矩的特性值，需要改变高压腔H内的工作油的峰值压力和安全阀61的弹簧力两个特性值。在这种情况下，为了与阀芯59的移动相适应，上述峰值压力和弹簧力按完全相同的特性变化不成为问题，但上述峰值压力和弹簧力虽有某种程度的相关性，但不可能按完全相同的特性变化。因此，在弹簧力的增加比峰值压力显著增大的情况下，安全阀61不动作，该装置得不到预想的功能；另外，在得到足够的峰值压力，然而得不到足够的弹簧力的情况下，在得到给定的峰值压力前，安全阀61可能打开，从而得不到所希望的夹紧扭矩。

为了避免产生上述问题，阀芯59各个部分的尺寸要求非常高，而且弹簧的选择也要充分考虑，装配时也要特别细心，因此，现有的液压式脉冲扳手的价格都很昂贵，这是其缺点。

本发明是为了克服上述现有技术的缺点而提出的，其目的是要提供一种结构简单，可以高精度地控制夹紧扭矩的液压式脉冲扳手的夹紧控制装置。

发明的概述

本发明的液压式脉冲扳手的夹紧控制装置，具有利用空气马达11驱动的夹紧扭矩产生机构20；该夹紧扭矩产生机构20具有缸体21和主轴22，利用上述空气马达11可以驱动上述缸体21和主轴22中的任何一个，并使其转动，而另一个则与被夹紧件接合；在上述缸体21上设置的液压缸23中充满着工作油液，同时，在上述主轴22上安装着叶片25；上述叶片25可在上述液压缸23内相对转动；在上述液压缸23和叶片25的回转方向的特定位置上，分别在上述叶片的一侧，形成封闭上述工作油液的高压腔H，而在叶片的另一侧，形成比高压腔压力低的低压腔L，并通过该方式将夹紧扭矩传给上述被夹紧件；该装置其特征是，设有将上述高压腔H和低压腔L连通的旁通通路27，同时，使该旁通通路27的中间分叉出一个压力通路28；在从该旁通通路27的压力通路28的分叉点的高压腔H一侧上，设有固定节流器27a；将上述压力通路28与安全阀31的输入端连接；同时，还设有利用溢流至该安全阀31的输出端的工作油液的压力工作的自动断开机构41；让该自动断开机构41工作，可以停止对空气马达11的空气供应；另外，该夹紧控制装置还设有调整上述安全阀31的溢流压力的溢流压力调整装置43。

在上述本发明第一个权利要求所述的液压式脉冲扳手的夹紧控制装置中，当上述高压腔H内产生的峰值压力达到规定的压力，上述压力通路28中的工作油压力超过安全阀31的溢流压力时，安全阀31打开，再利用溢流至安全阀31的输出端的工作油压力，使自动断开机构41工作，停止对空气马达11的空气供应，从而使夹紧动作自动停止。这样，利用溢流压力调整装置43便可调整上述安全阀31的溢流压力，从而可以调整夹紧扭矩。由于这样调整夹紧扭矩，只需要调整安全阀31的溢流压力，因此，可用简单的结构，进行高精度的夹紧扭矩控制。

另外，本发明第二个权利要求所述的液压式脉冲扳手的夹紧控制装置，在从上述旁通通路27的压力通路28的分叉点的低压腔L一侧，设有固定节流器27b。

根据上述第二个权利要求的本发明的液压式脉冲扳手的夹紧控制装置，由于是将两个固定节流器27a，27b的中间压力，供给安全阀31，用这个压力可进行扭矩控制，因此，可以进行高精度的扭矩控制。

附图的简要说明

图1为本发明的液压式脉冲扳手的夹紧控制装置的大致结构图；

图2为表示上述液压式脉冲扳手的夹紧控制装置的实施例的整体纵截面图；

图3为表示上述液压式脉冲扳手的夹紧控制装置的主要部分的部分纵截面图；

图4为表示现有的液压式脉冲扳手的夹紧控制装置的横截面图；

图5为表示现有的液压式脉冲扳手的夹紧控制装置的纵截面图。

优选实施例

下面，将参照附图来详细说明本发明的液压式脉冲扳手的夹紧控制装置的具体实施例。

图2为表示该装置整体的大致结构。该液压式脉冲扳手具有握持部分1，和在该握持部分1上端，在前后方向延伸的本体壳体10。在握持部分1上设有供气口2和操作杠杆3。在本体壳体10的后部，装有叶片式空气马达11，而在其前部装有夹紧扭矩产生机构20。该夹紧扭矩产生机构20利用空气马达11的转子12转动。另外，主轴22从上述本体壳体10的前端伸出，在壳体10的前端，还形成有凹窝(图中没有示出)等安装部分。

夹紧扭矩产生机构20与上述现有的机构大致相同。如图1所示，该机构20具有缸体21和配置在该缸体内部的主轴22。上述缸体21利用空气马达11的转子12驱动转动，而上述主轴22的前端，与螺钉或螺母等接合在被夹紧件。在上述缸体21的内侧，形成液压缸23。液压缸23的截面形状作成为将在离主轴22的回转中心稍微偏心的位置上作出的两个圆弧，并光滑连接而成的椭圆形状。另外，在上述液压缸23的内圆周表面的大致四等分位置上，分别形成沿轴向延伸的密封部分23a，23b，23c和23d。图中没有示出，在该液压缸23中充满了工作油液。上述主轴的底端一侧插入上述液压缸23内，同时，在该部分上作出叶片槽24，两个叶片25，25可在该叶片槽24内自由滑动。该两个叶片25，25，利用弹簧26(图2和图3)推动，并沿径向方向向外突出；这样，该两个叶片25，25的端部，与上述液压缸23的内圆周壁面滑动接触。另外，在上述主轴22的与上述叶片25，25垂直相交的位置上，作出密封部分22a，22b。

在上述夹紧扭矩产生机构20中，当利用空气马达11驱动缸体21转动时，主轴22与液压缸23的相对回转位置变化。如图所示，当达到上述主轴22的各个密封部分22a，22b和两个叶片25，25的端部，完全与液压缸23的各个密封部分23a，23b，23c和23d接触的特定位置时，工作油液被封闭在上述各个叶片25，25的一侧；在该部分形成高压腔H。在与上述叶片25，25的上述一侧相反的一侧，工作油液不封闭，在该部分形成比上述高压腔的压力低的低压腔L。这样，由于压力油被封闭。从而产生脉冲式的高压压力。该脉冲高压压力作用在主轴22上，再传至被夹紧件上，进而形成夹紧扭矩。另外，上述缸体21转一转，就产生一次夹紧扭矩，这与现有的装置一样。

另外，将以上这样形成的高压腔H和低压腔L连接起来，形成一条旁通通路27。该旁通通路27由两个固定节流器27a，27b和压力通路28的一部分构成。如图3所示，压力通路28以缸体21的轴向延伸的状态形成。又如图1所示，形成了一条将压力通路28与高压腔H连接的小直径通路作为固定节流器27a；同时，又形成了一条将压力通路28与低压腔L连接的小直径通路，将其作为固定节流器27b。另外，如图3所示，上述压力通路28又与液压缸23的上盖29连通；在该上盖29内部，又与安全阀31的输入端连接。安全阀31设有一个钢球32和弹簧33。该阀是通过利用弹簧33的力，使上述钢球32压紧到上述压力通路28的开口上，从而与该开口接触而构成的。

在上述液压缸23的上盖29的中心部分的位置上，作出一个液压缸腔35；该液压缸腔35与上述安全阀31的输出端，即安放上述弹簧33的弹簧腔34连通。而且在该液压缸腔35中，配置着活塞36，活塞杆37与活塞36连接。又如图2所示，活塞杆37穿过上述空气马达11的转子12的轴心部，向其后端延伸；活塞杆的后端与球阀38接触。球阀38中的钢球40，利用弹簧39的力可将上述活塞杆37压紧在前端。当克服弹簧39的力，使钢球40运动时，球阀打开，可将空气送入自动断开机构41中，使该自动断开机构41工作。

现在再来详细说明上述安全阀31。如图3所示，安全阀31的结构是，输入口42，钢球32和弹簧33都设置在上述上盖29的径向方向上，上述弹簧33利用柱销43压紧在上述输入口42上。这个柱销43是安全阀的溢流压力调整装置，它可拧在上述上盖29上，并能径向前进和后退，并可以在上盖29的径向方向外侧操作。即：通过拧紧上述柱销43，可增加弹簧33的弹簧力，从而使安全阀31的溢流压力提高；另一方面，通过拧松上述柱销43，可降低上述弹簧33的弹簧力，从而使安全阀31的溢流压力降低。另外，上述柱销43可以在本体壳体10的外面操作，为此，在上述本体壳体10的对应位置上，形成一个操作孔44。图中，45为不操作上述柱销43时，封闭上述操作孔44用的堵头。

其次，说明上述液压式脉冲扳手的工作情况。首先，当操作上述操作杠杆，使空气马达11转动时，缸体21也随之回转。缸体21每回转一转，就会产生夹紧扭矩，从而可以夹紧螺钉或螺母等被夹紧件。随着夹紧的进行，高压腔H内产生的峰值压力上升，与此同时，上述压力通路28内的峰值压力也会上升。当该通路28中的峰值压力超过规定的压力时，克服弹簧33的力，使上述安全阀31打开。利用溢流至上述弹簧腔34中的工作油的压力，使液压缸腔35内的活塞36运动。这样，顺序地产生活塞杆37的移动，球阀38的打开和自动断开机构41的动作。利用该自动断开机构41的工作，可使空气马达11停止供应，因此，夹紧动作自动停止。这样，在上述液压式脉冲扳手中，当高压腔H中产生的峰值压力为规定的压力时，夹紧动作就会自动停止；结果，可在一定的夹紧扭矩下，进行夹紧作业。

另外，在上述液压式脉冲扳手中，也可以调整上述安全阀31的弹簧33的弹簧力，从而来改变夹紧扭矩的设定值。即，通过调整压紧上述弹簧33的柱销43的拧入位置，来调整弹簧33的长度，进而改变安全阀31的溢流压力。

在上述液压式脉冲扳手中，为了调整设定的扭矩，不需要象现在那样，调整高压腔H内产生的峰值压力和安全阀的溢流压力两个特性，而只需要调整安全阀31的溢流压力即可，因此，提供了一种可用简单结构，进行精度高的夹紧扭矩控制。

以上，说明了本发明的液压式脉冲扳手的夹紧控制装置的实施例。然而，本发明的液压式脉冲扳手的夹紧控制装置不是仅限于上述实施例，也可以作各种改变。例如，如上所述的，通过安全阀31的动作，通过活塞36，活塞杆37等，可使自动断开机构41动作，同样也可替换成其他众所周知的方法。

Claims (2)

1．一种液压式脉冲扳手的夹紧控制装置，该装置具有利用空气马达(11)驱动的夹紧扭矩产生机构(20)；该夹紧扭矩产生机构(20)具有缸体(21)和主轴(22)，利用上述空气马达(11)可以驱动上述缸体(21)和主轴(22)中的任何一个，并使其转动，而另一个则与被夹紧件接合；在上述缸体(21)上设置的液压缸(23)中充满着工作油液，同时，在上述主轴(22)上安装着叶片(25)；上述叶片(25)可在上述液压缸(23)内相对转动；在上述液压缸(23)和叶片(25)的回转方向的特定位置上，分别在上述叶片的一侧，形成封闭上述工作油液的高压腔(H)，而在叶片的另一侧，形成比高压腔压力低的低压腔(L)，并通过该方式将夹紧扭矩传给上述被夹紧件；该装置其特征是，设有将上述高压腔(H)和低压腔(L)连通的旁通通路(27)，同时，使该旁通通路(27)的中间分叉出一个压力通路(28)；在从该旁通通路(27)的压力通路(28)的分叉点的高压腔(H)一侧上，设有固定节流器(27a)；将上述压力通路(28)与安全阀(31)的输入端连接；同时，还设有利用溢流至该安全阀(31)的输出端的工作油液的压力工作的自动断开机构(41)；让该自动断开机构(41)工作，可以停止对空气马达(11)的空气供应；另外，该夹紧控制装置还设有调整上述安全阀(31)的溢流压力的溢流压力调整装置(43)。

2．如权利要求1所述的液压式脉冲扳手夹紧控制装置，其特征为，在从上述旁通通路(27)的压力通路(28)的分叉点的低压腔(L)一侧，设有固定节流器(27b)。

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