DE102008042437C5

DE102008042437C5 - Fluidbetriebener Drehmomentschlüssel und Verfahren zum Festziehen und Lösen von Befestigungsmitteln

Info

Publication number: DE102008042437C5
Application number: DE102008042437.4A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-10-29
Filing date: 2008-09-29
Publication date: 2017-01-05
Anticipated expiration: 2028-09-30
Also published as: TW200918248A; CZ2008533A3; KR20090043436A; DE102008042437B4; BRPI0804544B1; EA013764B1; BRPI0804544A2; CN101422889B; TR200807634A2; EP2055435B1; PL386258A1; SA08290589B1; PL217795B1; FR2922800B1; AU2008205440B2; KR101235436B1; DK2055435T4; US7765895B2; MX2008013849A; IT1392285B1

Abstract

Durch die vorliegende Erfindung wird ein fluidbetriebener Drehmomentschlüssel zum Festziehen oder Lösen eines Befestigungselements bereitgestellt, mit: einem Gehäuse (1) mit zwei Gehäuseteilen, die einen Zylinderabschnitt (2) und einen Antriebsabschnitt (3) aufweisen, einer im Zylinderabschnitt (2) angeordneten Zylinder-Kolbeneinrichtung (4), die entlang einer ersten Achse A beweglich ist, einem im Antriebsabschnitt (3) angeordneten Hebel-Ratschenmechanismus (8), der mit der Zylinder-Kolbeneinrichtung (4) verbunden und durch diesen antreibbar ist, wobei der Hebel-Ratschenmechanismus (8) eine Ratsche (9) aufweist, die um eine sich senkrecht zur ersten Achse A erstreckende zweite Achse B drehbar ist, mindestens drei Verbindungseinrichtungen (21, 22, 23), die eine erste und eine zweite Verbindungseinrichtung (21, 22), die eine während des Betriebs des Drehmomentschlüssels in eine Richtung wirkende vorgegebene Drehkraft aufnehmen, und eine dritte Verbindungseinrichtung (23) aufweisen, die während des Betriebs des Drehmomentschlüssels eine Drehkraft, die der in die eine Richtung wirkenden vorgegebenen Drehkraft gleicht, in eine entgegengesetzte Richtung aufnimmt, so dass eine der Drehkräfte ein festzuziehendes oder zu lösendes Befestigungselement dreht, während die andere Drehkraft zu einem stationären Gegenstand (32, 33) übertragen wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen fluidbetriebenen Drehmomentschlüssel und ein Verfahren zum Festziehen und Lösen von Befestigungselementen.
Kraftbetriebene Drehmomentwerkzeuge erfordern die Verwendung von Reaktionselementen. Reaktionselemente liegen normalerweise an einem als Gegenlager dienenden unbeweglichen oder stationären Gegenstand an, z. B. an einer benachbarten Mutter, um eine Rückwärtsdrehbewegung des Werkzeuggehäuses zu unterbinden, während ein Befestigungselement, z. B. eine Mutter, vorwärts gedreht wird. Die Gegenlagerkraft für ein Werkzeug mit einem Drehmoment von 13558 Nm (10000 ft·lb) kann bis zu 133447 N (30000 lb) betragen, wobei diese Kraft in eine Richtung als Seitenkraft auf die benachbarte Mutter und in die entgegengesetzte Richtung auf die zu drehende Mutter ausgeübt wird. Diese enorme Gegenlagerkraft versucht nun, den Bolzen zu biegen und die Drehreibung der Mutter zu erhöhen. Bei normalen Anwendungen stellt dies kein Problem dar, weil der Bolzen derart konstruiert ist, dass er Seitenkräfte aufnehmen kann und bei den von Herstellern ausgegebenen Drehmomentempfehlungen der Geräte die Seitenkraft normalerweise berücksichtigt ist.
Das Problem tritt beim Festziehen in kritischen Anwendungen auf, wenn die auf alle Befestigungselemente eines Flansches oder eines Gehäuses ausgeübten Bolzenkräfte stark variieren können, oder wenn angerostete oder korrodierte Befestigungselemente gelöst werden. Korrosion eines korrodierten Befestigungselements tritt normalerweise zwischen den in Eingriff stehenden Gewinden der Mutter und des Bolzens auf. Bei heißen Anwendungen trocknet das für die Montage aufgebrachte Schmiermittel normalerweise und verbindet die Gewinde miteinander. Wenn auf eine derartige Mutter ein hohes Drehmoment mit einer Seitenkraft ausgeübt wird, steht lediglich die Hälfte der Gewindegänge zwischen dem Bolzen und der Mutter auf einer Seite in Eingriff, so dass nur die Gewindegänge auf der Einrückseite beginnen zu greifen. Dadurch wird veranlasst, dass das Bolzengewinde sich durch Reibung abnutzt und beschädigt wird und ein höheres Drehmoment und damit eine höhere Seitenkraft zum Abnehmen der Mutter erforderlich ist, wodurch das Bolzen- und das Mutterngewinde vollständig zerstört werden können. Heiße Anwendungen sind normalerweise kritisch. Weil die meisten für heiße Anwendungen, z. B. in Turbinen, verwendeten Bolzen und Gehäuse aus rostfreiem Material hergestellt oder präzisionsgeformt sind, sind die Ersetzungskosten extrem hoch.
Abnutzung durch Reibung tritt nicht nur zwischen den Gewinden des Bolzens und der Mutter, sondern auch zwischen der Stirnfläche der Mutter und der Stirnfläche des Flanschs auf, in den das Befestigungselement eingesetzt ist, weil die Seitenkraft eine senkrechte Position der zu drehenden Mutter ändert. Dadurch wird die Drehreibung der Mutter erhöht und wird die durch das Drehmoment erzeugte Bolzenkraft unvorausbestimmbar, was zu Lecks oder Verbindungsdefekten führen kann.
Einige Werkzeuge mit Reaktionselementen sind beispielsweise in den US-Patenten Nr. 33 61 218 A , 45 49 438 A , 45 38 484 A , 46 07 546 A , 46 19 160 A , 46 71 142 A , 47 06 526 A , 49 28 558 A , 50 27 932 A , 50 16 502 A , 51 42 951 A , 51 52 200 A , 53 01 574 A , 57 91 619 A , 62 60 443 B1 und 67 15 381 B2 beschrieben.
Die US 29 72 918 A offenbart eine Vorrichtung zur Verwendung mit einem Fluid betriebenen Drehmomentschlüssel mit drei Reaktionsarmen (12, 19, 20 in der 1). In den 1, 2a und 2b sind die dritten Reaktionsarme im Sinne der vorliegenden Erfindung die Elemente 12, mit denen ein Befestigungselement, hier die Mutter 11 befestigt oder gelöst wird. Die Elemente 19, 19 und 41 stellen die ersten Reaktionsarme dar, welche gegen erste benachbarte Objekte anschlagen und die Elemente 20, 30 und 42 stellen die zweiten Reaktionsarme dar, welche gegen zweite benachbarte Objekte anschlagen.
Die US 44 32 256 A zeigt einen ersten und einen zweiten Reaktionsarm 16, 41 sowie einen dritten Reaktionsarm 30, der über Mittel verfügt, mit denen ein Befestigungsmittel 13 angezogen oder gelockert werden kann. Diese Reaktionsarme sind nicht als getrennte Reaktionsarme konfiguriert, die direkt getrennt, einzeln und unabhängig vom dritten Reaktionsarm und voneinander mit der jeweiligen ersten und zweiten Verbindungseinrichtung verbindbar sind.
Die US 44 29 597 A zeigt einen hydraulischen Drehmomentschlüssel, der einen dritten Reaktionsarm D im Sinne der vorliegenden Erfindung zum Festziehen oder zum Lösen eines Befestigungsmittels und nur einen weiteren Reaktionsarm A auf einer Seite des dritten Reaktionsarms D aufweist.
Die DE 22 30 955 A betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Drehen eines Verbindungselements und offenbart hierzu einen Drehmomentschlüssel mit einem dritten Reaktionsarm 41 und einem Reaktionsarm 18 mit Abschnitten, die auf die Mutter 14 aufgesetzt werden können oder gegen die Mutter 13 anschlagen. Dieser Reaktionsarm 18 ist nicht als ein erster und zweiter Reaktionsarm konfiguriert, die jeweils bezüglich einer Umfangsrichtung auf zwei gegenüberliegenden Seiten des dritten Reaktionsarms angeordnet sind.
Die US 41 32 136 A offenbart einen Drehmomentschlüssel mit drei Reaktionsarmen 18, 36 und 46 (vgl. 1). Mittels des Reaktionsarms 16 wird die Mutter 12' gelockert oder angezogen, so dass dieser Reaktionsarm 16 den dritten Reaktionsarm im Sinne der vorliegenden Erfindung darstellt. Folglich liegen die anderen beiden Reaktionsarme bezüglich einer Umfangsrichtung nicht auf zwei gegenüberliegenden Seiten des dritten Reaktionsarms. Ferner sind die Reaktionsarme nicht als getrennte Reaktionsarme konfiguriert, die direkt getrennt einzeln und unabhängig vom dritten Reaktionsarm und voneinander mit der jeweiligen ersten und zweiten Verbindungseinrichtung verbindbar sind.
Die GB 2 060 453 A zeigt einen Reaktionsarm 12, mit dem ein Befestigungsmittel gelockert oder befestigt werden kann, womit der Reaktionsarm 12 den dritten Reaktionsarm im Sinne der vorliegenden Erfindung darstellt. Weiterhin zeigt die GB 2 060 453 A zwei weitere Reaktionsarme 34', die beide an benachbarten Objekten 10 anliegen und somit dem ersten und dem zweiten Reaktionsarm der vorliegenden Erfindung entsprechen. Diese sind allerdings bezüglich einer Umfangsrichtung nicht auf zwei gegenüberliegenden Seiten des dritten Reaktionsarms angeordnet.
Die US 4 179 955 A zeigt einen Drehmomentschlüssel, bei dem der Reaktionsarm zum Festziehen oder zum Lösen eines Befestigungsmittels verwendet wird, während die beiden anderen Reaktionsarme (38, 2) auf gegenüberliegenden Seiten vom dritten Reaktionsarm angeordnet sind und an benachbarten Objekten 39, 44 anliegen. Die US 4 179 955 A offenbart allerdings nicht, dass eine der ersten und zweiten Verbindungseinrichtungen auf dem Zylinderabschnitt des Gehäuses und die andere auf dem Antriebsabschnitt des Gehäuses angeordnet sind.
Die DE 299 01 000 U1 zeigt einen Drehmomentschlüssel mit einem dritten Reaktionsarm 22 zum Festziehen oder Lösen eines Verbindungselements und einen abgewinkelten Anschlag 24, 24'. Die DE 299 01 000 U1 zeigt keine ersten und zweiten Reaktionsarme, welche auf gegenüberliegenden Seiten vom dritten Reaktionsarm angeordnet sind. Ferner sind diese auch nicht mit einer ersten und einer zweiten Verbindungseinrichtung verbunden, die auf dem Zylinderabschnitt oder auf dem Antriebsabschnitt des Gehäuses angeordnet sind.
Die US 72 84 463 B2 offenbart ein Anbauteil für einen Drehmomentschlüssel, der einen dritten Reaktionsarm im Sinne der vorliegenden Erfindung zum Festziehen oder Lösen eines Verbindungselements aufweist, und einen ersten und einen zweiten Reaktionsarm 20. Diese erste und zweite Reaktionsarme 20 sind jedoch weder auf dem Zylinderabschnitt noch auf dem Antriebsabschnitt eines Gehäuses angeordnet.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen fluidbetriebenen Drehmomentschlüssel und ein Verfahren zum Festziehen und Lösen von Befestigungselementen bereitzustellen, die weitere Verbesserungen gegenüber herkömmlichen Drehmomentschlüsseln oder Ratschen und Verfahren zum Festziehen und Lösen von Befestigungselementen darstellen.
Um diese Aufgabe und andere Aufgaben zu lösen, die nachstehend deutlich werden, wird gemäß einem Aspekt erfindungsgemäß, kurz gefasst, ein fluidbetriebener Drehmomentschlüssel zum Festziehen und Lösen eines Befestigungselements bereitgestellt, mit: einem Gehäuse mit zwei Gehäuseteilen, die einen Zylinderabschnitt und einen Antriebsabschnitt aufweisen, einer im Zylinderabschnitt angeordneten Zylinder-Kolbeneinrichtung, die entlang einer ersten Achse beweglich ist, einem im Antriebsabschnitt angeordneten Ratschenmechanismus, der mit der Zylinder-Kolbeneinrichtung verbunden und durch diesen antreibbar ist, wobei der Ratschenmechanismus eine Ratsche aufweist, die um eine sich senkrecht zur ersten Achse erstreckende zweite Achse drehbar ist, mindestens drei Verbindungseinrichtungen, die eine erste und eine zweite Verbindungseinrichtung, die eine während des Betriebs des Drehmomentschlüssels in eine Richtung wirkende vorgegebene Drehkraft aufnehmen, und eine dritte Verbindungseinrichtung aufweisen, die während des Betriebs des Drehmomentschlüssels eine vorgegebene Drehkraft, die um die zweite Achse B wirkt und die der in die eine Richtung wirkenden Drehkraft gleicht, in einer entgegengesetzten Richtung aufnehmen, so dass eine der Drehkräfte ein festzuziehendes oder zu lösendes Befestigungselement dreht, während die andere Drehkraft zu einem stationären Gegenstand übertragen wird.
Weiterhin sind mindestens drei Reaktionsarme vorgesehen, die einen ersten Reaktionsarm, der mit der ersten Verbindungseinrichtung zum Anliegen gegen einen ersten stationären Gegenstand verbunden ist, einen zweiten Reaktionsarm, der mit der zweiten Verbindungseinrichtung zum Anliegen gegen einen zweiten stationären Gegenstand verbunden ist, und einen dritten Reaktionsarm, der mit der dritten Verbindungseinrichtung zum Drehen eines Befestigungselements verbunden ist, umfassen. Der dritte Reaktionsarm ist koaxial zur zweiten Achse ausgerichtet, während der erste und der zweite Reaktionsarm bezüglich einer Umfangsrichtung auf gegenüberliegenden Seiten vom dritten Reaktionsarm und auf zwei gegenüberliegenden Seiten der zweiten Achse B angeordnet sind Die erste, zweite und dritte Verbindungseinrichtung sind voneinander getrennt, und der erste und der zweite Reaktionsarm sind als getrennte Reaktionsarme konfiguriert, die direkt getrennt, einzeln und unabhängig vom dritten Reaktionsarm und voneinander mit der jeweiligen ersten und zweiten Verbindungseinrichtung verbindbar sind, ohne dass sie den ersten und den zweiten Reaktionsarm mit dem dritten Reaktionsarm und zueinander verbinden, aber getrennt, einzeln und unabhängig am ersten und zweiten benachbarten Gegenstand anliegen. Die erste Verbindungseinrichtung ist auf dem Zylinderabschnitt des Gehäuses angeordnet, während die zweite Verbindungseinrichtung um den Antrieb oder ein Antriebselement auf dem Antriebsabschnitt des Gehäuses angeordnet ist, und die dritte als Polygon konfigurierte Verbindungseinrichtung auf einem Antriebselement angeordnet ist, das mittels des Ratschenmechanismus angetrieben wird und sich vom Antriebsabschnitt des Gehäuses aus erstreckt.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird kurz gefasst ein Verfahren zum Festziehen oder Lösen eines Befestigungselements bereitgestellt, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Bereitstellen eines Gehäuses mit zwei Gehäuseteilen, die einen Zylinderabschnitt und einen Antriebsabschnitt aufweisen, Anordnen einer entlang einer ersten Achse beweglichen Zylinder-Kolbeneinrichtung in dem Zylinderabschnitt, Anordnen eines Ratschenmechanismus im Antriebsabschnitt und Verbinden des Ratschenmechanismus mit der Zylinder-Kolbeneinrichtung, so dass er durch letztere antreibbar ist, Anordnen einer Ratsche, die um eine sich senkrecht zur ersten Achse erstreckenden zweiten Achse drehbar ist, im Ratschenmechanismus, Bereitstellen mindestens dreier Verbindungseinrichtungen, wobei die erste und die zweite Verbindungseinrichtung eine während des Betriebs des Drehmomentschlüssels in eine Richtung wirkende vorgegebene Drehkraft aufnehmen; und die dritte Verbindungseinrichtung eine vorgegebene Drehkraft, die um die zweite Achse in einer anderen entgegengesetzten Richtung wirkt und der in die eine Richtung wirkenden Drehkraft gleicht, so dass eine der Drehkräfte ein festzuziehendes oder zu lösendes Befestigungselement dreht, während die andere Drehkraft auf ein stationäres Objekt übertragen wird; Bereitstellen von mindestens drei Reaktionsarmen, die einen ersten Reaktionsarm, der mit der ersten Verbindungseinrichtung zum Anliegen gegen einen ersten stationären Gegenstand verbunden ist, einen zweiten Reaktionsarm (35), der mit der zweiten Verbindungseinrichtung zum Anliegen gegen einen zweiten stationären Gegenstand verbunden ist, und einen dritten Reaktionsarm umfassen, der mit der dritten Verbindungseinrichtung zum Drehen eines Befestigungselements verbunden ist; Ausrichten des dritten Reaktionsarm koaxial zur zweiten Achse, während der erste und der zweite Reaktionsarm bezüglich einer Umfangsrichtung auf gegenüberliegenden Seiten vom dritten Reaktionsarm und auf zwei gegenüberliegenden Seiten der zweiten Achse angeordnet sind; Ausbilden der ersten, zweiten und dritten Verbindungseinrichtung derart, dass sie voneinander getrennt sind; Konfigurieren des ersten und des zweiten Reaktionsarms als getrennte Reaktionsarme, die direkt getrennt, einzeln und unabhängig vom dritten Reaktionsarm und voneinander mit der jeweiligen ersten und zweiten Verbindungseinrichtung verbindbar sind, um getrennt, einzeln und unabhängig gegen den ersten und zweiten stationären Gegenstand anzuliegen, ohne dass sie den ersten und den zweiten Reaktionsarm mit dem dritten Reaktionsarm und zueinander verbinden; weiterhin Bereitstellen einer der ersten und zweiten Verbindungseinrichtung auf dem Zylinderabschnitt des Gehäuses, während die andere der ersten und zweiten Verbindungseinrichtung auf dem Antriebsabschnitt des Gehäuses angeordnet ist, und Bereitstellen der dritten Verbindungseinrichtung auf einem Antriebselement, das mittels des Ratschenmechanismus angetrieben wird und sich vom Antriebsabschnitt des Gehäuses aus erstreckt
Wenn der fluidbetriebene Drehmomentschlüssel zum Festziehen oder Lockern bzw. Lösen von Befestigungselementen erfindungsgemäß konstruiert ist und das Verfahren zum Festziehen und Lösen von Befestigungselementen erfindungsgemäß ausgeführt wird, kann der Drehmomentschlüssel als beliebiger Drehmomentschlüssel für normale Anwendungen verwendet werden, die den Hauptteil von Anwendungen darstellen, weil es einfacher ist, einen Reaktionsarm auf der ersten oder der zweiten Verbindungseinrichtung zu verwenden.
Für kritische Anwendungen ist es wichtig, eine möglichst geringe Seitenkraft auszuüben, um Reibungsverluste zu vermindern, eine Abnutzung des Bolzengewindes und der Mutternfläche durch Reibung zu vermeiden und die Gesamtdrehmomentgenauigkeit zu verbessern. Dies kann unter Verwendung von zwei Verbindungseinrichtungen für zwei Reaktionselemente auf dem Gehäuse des Drehmomentschlüssels erreicht werden, d. h. der ersten und der zweiten Verbindungseinrichtung, wobei die erste oder die zweite Verbindungseinrichtung an einer üblichen Stelle um den Zylinderabschnitt des Gehäuses und die andere Verbindungseinrichtung beispielsweise auf dem Antriebsabschnitt des Gehäuses angeordnet ist. Durch Anordnen jeweils eines Reaktionsarms auf der ersten und der zweiten Verbindungseinrichtung können die Reaktionselemente an zwei stationären Gegenständen an gegenüberliegenden Seiten der Achse der dritten Verbindungseinrichtung anliegen, die den Drehmomentschlüssel mit dem Befestigungselement verbindet, z. B. mit der festzuziehenden oder zu lösenden Mutter.
Wenn die Achse der dritten Verbindungseinrichtung, die das Werkzeug mit der Mutter verbindet, in der Mitte angeordnet ist, ist ein Gegenlagerbereich für einen Reaktionsarm links von der Mitte angeordnet, und ein anderer Gegenlagerbereich für einen anderen Reaktionsarm ist rechts von der Mitte angeordnet, wobei der Reaktionsarm, der rechts von der Mitte anliegt, seinen Gegenlagerbereich bezüglich der Mitte nach hinten drückt, während der Reaktionsarm, der links von der Mitte anliegt, seinen Gegenlagerbereich bezüglich der Mitte nach vorne drückt. Weil Aktion und Reaktion gleich, jedoch entgegengerichtet sind, drückt die Verbindungseinrichtung für den Reaktionsarm, der rechts von der Mitte anliegt, den Antriebsabschnitt des Gehäuses bezüglich der Mitte nach vorne, während der Reaktionsarm, der links von der Mitte anliegt, den Antriebsabschnitt des Gehäuses bezüglich der Mitte nach hinten drückt. Weil beide Reaktionsarme die gleiche Kraft ausüben, heben sich die normalen Seitenkräfte, die auf den Antriebsabschnitt des Drehmomentschlüssels ausgeübt werden, einander auf. Es ist klar, dass, wenn der Drehmomentschlüssel mit nur einem Reaktionsarm verwendet wird, die normalen Seitenkräfte wirken werden.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Werkzeugs liegt in seiner Vielseitigkeit. Mit zwei Verbindungseinrichtungen (einer ersten und einer zweiten Verbindungseinrichtung) werden Benutzer, die keine Änderungen mögen und 95% alle Benutzer darstellen, bereit sein, das erfindungsgemäße Werkzeug zu benutzen, weil es ihnen ermöglicht, den Reaktionsarm auf eine gewohnte Weise zu verwenden. Gleichzeitig wird ihnen, wenn dies für sie nicht geeignet funktioniert, die Möglichkeit eröffnet, Erweiterungseinrichtungen zu verwenden, um zwei Drehmomentschlüssel miteinander zu verbinden, den Reaktionsarm zu eliminieren und die normalerweise auftretenden Seitenkräfte unter Verwendung zweier Reaktionsarme zu reduzieren, die die Seitenkräfte ausgleichen.
Die neuartigen Merkmale, die als für die vorliegende Erfindung charakteristisch erachtet werden, sind in den beigefügten Patentansprüchen spezifisch dargestellt. Die Erfindung selbst, sowohl hinsichtlich ihrer Konstruktion, als auch ihres Betriebsverfahrens, wird jedoch zusammen mit weiteren Aufgaben und Vorteilen der Erfindung anhand der folgenden Beschreibung spezifischer Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen fluidbetriebenen Drehmomentschlüssels zum Festziehen oder Lösen eines Befestigungselements; und
2 zeigt eine Draufsicht des erfindungsgemäßen fluidbetriebenen Drehmomentschlüssels zum Festziehen oder Lösen eines Befestigungselements.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Ein erfindungsgemäßer fluidbetriebener Drehmomentschlüssel weist ein insgesamt durch das Bezugszeichen 1 bezeichnetes Gehäuse auf. Das Gehäuse hat zwei Gehäuseteile, die einen Zylinderabschnitt 2 und einen Antriebsabschnitt 3 aufweisen.
Im Zylinderabschnitt 2 ist eine Zylinder-Kolbeneinrichtung 4 mit einem Zylinder 5, einem im Zylinder entlang einer Achse A hin- und hergehend beweglichen Kolben 6 und einer mit dem Kolben 6 verbundenen Kolbenstange 7 angeordnet. Der Antriebsabschnitt 3 des Gehäuses nimmt einen bekannten Hebel-Ratschenmechanismus auf, der insgesamt durch das Bezugszeichen 8 bezeichnet ist und eine Ratsche 9 aufweist, die um eine sich senkrecht zur ersten Achse A erstreckende Achse B im Antriebsabschnitt 3 drehbar ist. Die Ratsche 9 ist mit einem Antriebselement 10 für eine gemeinsame Drehbewegung damit verbunden.
Erfindungsgemäß weist der fluidbetätigte Drehmomentschlüssel mindestens drei Verbindungseinrichtungen auf. Die Verbindungseinrichtungen weisen eine erste Verbindungseinrichtung 21, eine zweite Verbindungseinrichtung 22 und eine dritte Verbindungseinrichtung 23 auf.
Die erste Verbindungseinrichtung ist beispielsweise in der Form eines Polygons 24 konfiguriert, das beispielsweise auf einem Teil des Zylinderabschnitts 2 des Gehäuses 1 ausgebildet und z. B. in der Form mehrerer äußerer Keilnuten konfiguriert ist.
Die zweite Verbindungseinrichtung ist beispielsweise in der Form eines Polygons 25 konfiguriert und beispielsweise auf einem Vorsprung des Antriebsabschnitts 3 des Gehäuses 1 ausgebildet und z. B. in Form mehrerer äußerer Keilnuten konfiguriert.
Die dritte Verbindungseinrichtung 23 ist in der Form eines Polygons 26 konfiguriert, das auf dem Antriebselement 10 ausgebildet und beispielsweise als polygonale Außenfläche, z. B. als eine quadratische Außenfläche, konfiguriert ist.
Die erste Verbindungseinrichtung 21, die zweite Verbindungseinrichtung 22 und die dritte Verbindungseinrichtung 23 sind derart konfiguriert, dass während des Betriebs des Drehmomentschlüssels die erste Verbindungseinrichtung 21 und die zweite Verbindungseinrichtung 22 eine in eine Richtung wirkende vorgegebene Drehkraft aufnehmen, während die dritte Verbindungseinrichtung 23 eine Drehkraft in die entgegengesetzte Richtung aufnimmt, wie durch die Pfeile in 2 der Zeichnungen dargestellt ist.
Wenn die Ratsche 9 sich im Antriebsabschnitt 3 des Gehäuses 1 in die andere Richtung dreht und das Antriebselement 10 antreibt, um eine Mutter 31 festzuziehen oder zu lösen, überträgt die erste Verbindungseinrichtung 21 eine vorgegebene Drehkraft auf einen stationären Gegenstand, wie beispielsweise eine benachbarte Mutter 32, und die zweite Verbindungseinrichtung 23 überträgt eine vorgegebene Drehkraft auf einen anderen stationären Gegenstand, wie beispielsweise eine benachbarte Mutter 33, in die eine Richtung, die der anderen Richtung entgegengesetzt ist.
Gemäß einem anderen Betriebsmodus können die erste Verbindungseinrichtung 21 und die zweite Verbindungseinrichtung 22 eine vorgegebene Drehkraft in eine Richtung zum Drehen von Befestigungselementen, wie beispielsweise der Muttern 32 und 33, aufnehmen, während die Ratsche 9 des Hebel-Ratschenmechanismus im Antriebsabschnitt 3 des Gehäuses 1 eine andere Drehkraft, die der vorstehend erwähnten, in eine Richtung wirkenden vorgegebenen Drehkraft gleicht, in einer der einen Richtung entgegengesetzten Richtung auf den stationären Gegenstand ausübt, der in diesem Fall die Mutter 31 ist.
Es ist ersichtlich, dass die in eine Richtung wirkende vorgegebene Drehkraft der ersten Verbindungseinrichtung 21 und der zweiten Verbindungseinrichtung 22 durch die erste Verbindungseinrichtung 21 oder die zweite Verbindungseinrichtung 22 zum stationären Gegenstand 32 oder 33 übertragen werden kann, oder die in eine Richtung wirkende vorgegebene Drehkraft der ersten Verbindungseinrichtung 21 und der zweiten Verbindungseinrichtung 22 kann durch die erste Verbindungseinrichtung 21 und die zweite Verbindungseinrichtung 22 zum Drehen eines Befestigungselements, insbesondere der Muttern 32 und 33, übertragen werden.
Die erste Verbindungseinrichtung 21 und die zweite Verbindungseinrichtung 22 können sowohl zum Übertragen der vorgegebenen Drehkraft durch die erste Verbindungseinrichtung 21 und die zweite Verbindungseinrichtung 22 zu den durch die Muttern 32 und 33 dargestellten stationären Gegenständen, als auch zum Drehen der Muttern 32 und 33 verwendet werden. Gleichzeitig kann in Abhängigkeit von Anwendungen des fluidbetriebenen Drehmomentschlüssels nur eine der Verbindungseinrichtungen 21 und 22 zum Übertragen der vorgegebenen Drehkraft zu einem der durch die Muttern 32 und 33 dargestellten stationären Gegenstände oder zum Drehen einer der Muttern 32 oder 33 verwendet werden.
Erfindungsgemäß ist, während die erste Verbindungseinrichtung 21 an der normalen Stelle um den Zylinderabschnitt des Gehäuses 1 angeordnet ist, die zweite Verbindungseinrichtung 22 um den Antrieb oder das Antriebselement auf dem Antriebsabschnitt 3 des Gehäuses 1 angeordnet. Durch Verbinden der Reaktionsarme 34 und 35 mit der ersten Verbindungseinrichtung 21 und der zweiten Verbindungseinrichtung 22 und Anordnen der Reaktionsarme 34 und 35 gegen zwei stationäre Gegenstände 32 und 33 auf gegenüberliegenden Seiten der Achse der mit der festzuziehenden oder zu lösenden Mutter 31 in Eingriff stehenden Verbindungseinrichtung 23, ist die festzuziehende oder zu lösende Mutter 31 in der Mitte angeordnet, wobei ein Gegenlagerbereich für den Reaktionsarm 35 links von der Mitte und der andere Reaktionsarm 34 rechts von der Mitte angeordnet ist, so dass der Reaktionsarm 34, der rechts von der Mitte anliegt, seinen Gegenlagerbereich bezüglich der Mitte nach hinten drückt, während der Reaktionsarm 35, der links von der Mitte anliegt, seinen Gegenlagerbereich bezüglich der Mitte nach vorne drückt.
Weil Aktion und Reaktion gleich, aber entgegengesetzt sind, drückt die Verbindungseinrichtung 21 für den Reaktionsarm 34, der rechts von der Mitte anliegt, den Antriebsabschnitt des Gehäuses bezüglich der Mitte nach vorne, während der Reaktionsarm 35, der links von der Mitte anliegt, den Antriebsabschnitt nach hinten drückt. Weil beide Verbindungseinrichtungen die gleiche Kraft ausüben, gleichen sich die üblichen auf den Antriebsabschnitt des Drehmomentschlüssels ausgeübten Seitenkräfte gegenseitig aus, wenn beide Reaktionsarme 34 und 35 verwendet werden. Natürlich kann der Drehmomentschlüssel auch mit nur einem der Reaktionsarme 34 oder 35 verwendet werden, wie vorstehend erläutert wurde.
Es ist klar, dass jedes der vorstehend beschriebenen Elemente oder zwei oder mehr der Elemente auch in andersartigen Konstruktionen nützliche Anwendung finden kann/können, die sich von der vorstehend beschriebenen Konstruktion unterscheiden.
Obwohl die Erfindung in der Form eines fluidbetriebenen Drehmomentschlüssels und eines Verfahrens zum Festziehen und Lösen von Befestigungselementen dargestellt und beschrieben worden ist, soll sie nicht auf die dargestellten Details beschränkt sein, sondern innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung sind verschiedenartige Modifikationen und strukturelle Änderungen möglich.
Ohne nähere Analyse sind Fachleute unter Anwendung allgemeinen Fachwissens unter Bezug auf die vorstehende vollständige Beschreibung der vorliegenden Erfindung leicht in der Lage, die Erfindung für verschiedene Anwendungen anzupassen, ohne Merkmale wegzulassen, die aus dem Gesichtspunkt des Stands der Technik wesentliche Merkmale der allgemeinen oder spezifischen Aspekte der vorliegenden Erfindung darstellen.
Die als neuartig beanspruchte und durch das Patentdokument zu schützende Erfindung ist in den beigefügten Patentansprüchen dargelegt.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: Zylinderabschnitt
3: Antriebsabschnitt
4: Zylinder-Kolbeneinrichtung
5: Zylinder
6: Kolben
7: Kolbenstange
8: Hebel-Ratschenmechanismus
9: Ratsche
10: Antriebselement
21: erste Verbindungseinrichtung
22: zweite Verbindungseinrichtung
23: dritte Verbindungseinrichtung
24: Polygon
25: Polygon
26: Polygon
31: Mutter
32: Mutter/stationärer Gegenstand
33: Mutter/stationärer Gegenstand
34: Reaktionsarm
35: Reaktionsarm
36: Reaktionsarm
A: erste Achse
B: zweite Achse

Claims

Fluidbetriebener Drehmomentschlüssel zum Festziehen und Lösen eines Befestigungselements, mit: einem Gehäuse (1) mit zwei Gehäuseteilen, die einen Zylinderabschnitt (2) und einen Antriebsabschnitt (3) aufweisen; einer im Zylinderabschnitt (2) angeordneten Zylinder-Kolbeneinrichtung (4), die entlang einer ersten Achse A beweglich ist; einem im Antriebsabschnitt (3) angeordneten Ratschenmechanismus (8), der mit der Zylinder-Kolbeneinrichtung (4) verbunden und durch diesen antreibbar ist, wobei der Ratschenmechanismus (8) eine Ratsche (9) aufweist, die um eine sich senkrecht zur ersten Achse A erstreckende zweite Achse B drehbar ist; mindestens drei Verbindungseinrichtungen (21, 22, 23), die eine erste und eine zweite Verbindungseinrichtung (21, 22), die eine während des Betriebs des Drehmomentschlüssels in eine Richtung wirkende vorgegebene Drehkraft aufnehmen, und eine dritte Verbindungseinrichtung (23) aufweisen, die während des Betriebs des Drehmomentschlüssels eine vorgegebene Drehkraft, die um die zweite Achse B wirkt und die der in die eine Richtung wirkenden Drehkraft gleicht, in eine entgegengesetzte Richtung aufnimmt, so dass eine der Drehkräfte ein festzuziehendes oder zu lösendes Befestigungselement dreht, während die andere Drehkraft zu einem stationären Gegenstand (32, 33) übertragen wird; mindestens drei Reaktionsarme (34, 35, 36), die einen ersten Reaktionsarm (34), der mit der ersten Verbindungseinrichtung (21) zum Anliegen gegen einen ersten stationären Gegenstand (32) verbunden ist, einen zweiten Reaktionsarm (35), der mit der zweiten Verbindungseinrichtung (22) zum Anliegen gegen einen zweiten stationären Gegenstand (33) verbunden ist, und einen dritten Reaktionsarm (36), der mit der dritten Verbindungseinrichtung (23) zum Drehen eines Befestigungselements (31) verbunden ist, umfassen, wobei der dritte Reaktionsarm (36) koaxial zur zweiten Achse B ausgerichtet ist, während der erste und der zweite Reaktionsarm (34, 35) bezüglich einer Umfangsrichtung auf gegenüberliegenden Seiten des dritten Reaktionsarms (36) und auf zwei gegenüberliegenden Seiten der zweiten Achse B angeordnet sind, wobei die erste, zweite und dritte Verbindungseinrichtung (21, 22, 23) voneinander getrennt sind, und der erste und der zweite Reaktionsarm (34, 35) als getrennte Reaktionsarme konfiguriert sind, die direkt getrennt, einzeln und unabhängig vom dritten Reaktionsarm (36) und voneinander mit der jeweiligen ersten und zweiten Verbindungseinrichtung (21, 22) verbindbar sind, ohne dass sie den ersten und den zweiten Reaktionsarm (34, 35) mit dem dritten Reaktionsarm (36) und zueinander verbinden, aber getrennt, einzeln und unabhängig am ersten und zweiten stationären Gegenstand (32, 33) anliegen, wobei die erste Verbindungseinrichtung (21) auf dem Zylinderabschnitt (2) des Gehäuses (1) angeordnet ist, während die zweite Verbindungseinrichtung (22) um den Antrieb oder ein Antriebselement (10) auf dem Antriebsabschnitt (3) des Gehäuses (1) angeordnet ist, und die dritte als Polygon (26) konfigurierte Verbindungseinrichtung (23) auf dem Antriebselement (10) angeordnet ist, das mittels des Ratschenmechanismus (8) angetrieben wird und sich vom Antriebsabschnitt (3) des Gehäuses (1) aus erstreckt.
Drehmomentschlüssel nach Anspruch 1, wobei die Verbindungseinrichtungen (21, 22, 23) derart konfiguriert sind, dass die Ratsche (9) sich im Antriebsabschnitt (3) dreht, um eine Mutter (31, 32, 33) in die andere Richtung festzuziehen oder zu lösen, die der einen Richtung entgegengesetzt ist, in welche die erste und die zweite Verbindungseinrichtung (21, 22) eine vorgegebene Drehkraft zum stationären Gegenstand (32, 33) übertragen.
Drehmomentschlüssel nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Verbindungseinrichtung (21, 22) direkt am Gehäuse (1) angeordnet sind, so dass der erste und zweite Reaktionsarm (34, 35) direkt mit dem Gehäuse (1) mittels der ersten und der zweiten Verbindungeinrichtung (21, 22) verbunden sind.
Verfahren zum Festziehen oder Lösen eines Befestigungselements, mit den Schritten: Bereitstellen eines Gehäuses (1) mit zwei Gehäuseteilen, die einen Zylinderabschnitt (2) und einen Antriebsabschnitt (3) aufweisen; Anordnen einer entlang einer ersten Achse A beweglichen Zylinder-Kolbeneinrichtung (4) im Zylinderabschnitt (2); Anordnen eines Ratschenmechanismus (8) im Antriebsabschnitt (3) und Verbinden des Ratschenmechanismus (8) mit der Zylinder-Kolbeneinrichtung (4), so dass er dadurch antreibbar ist; Anordnen einer Ratsche (9) in einem Ratschenmechanismus (8), die um eine sich senkrecht zur ersten Achse A erstreckende zweite Achse B drehbar ist; Bereitstellen mindestens dreier Verbindungseinrichtungen (21, 22, 23), wobei die erste und die zweite Verbindungseinrichtung (21, 22) eine während des Betriebs des Drehmomentschlüssels in eine Richtung wirkende vorgegebene Drehkraft aufnehmen; und die dritte Verbindungseinrichtung (23) eine vorgegebene Drehkraft aufnimmt, die um die zweite Achse B in einer anderen entgegengesetzten Richtung wirkt und der in die eine Richtung wirkenden Drehkraft gleicht, so dass eine der Drehkräfte ein festzuziehendes oder zu lösendes Befestigungselement (31) dreht, während die andere Drehkraft auf ein stationäres Objekt übertragen wird; Bereitstellen von mindestens drei Reaktionsarmen (23, 34, 35), die einen ersten Reaktionsarm (34), der mit der ersten Verbindungseinrichtung (21) zum Anliegen gegen einen ersten stationären Gegenstand (32) verbunden ist, einen zweiten Reaktionsarm (35), der mit der zweiten Verbindungseinrichtung (22) zum Anliegen gegen einen zweiten stationären Gegenstand (33) verbunden ist, und einen dritten Reaktionsarm (23) umfassen, der mit der dritten Verbindungseinrichtung (23) zum Drehen eines Befestigungselements (31) verbunden ist; Ausrichten des dritten Reaktionsarm (23) koaxial zur zweiten Achse B, während der erste und der zweite Reaktionsarm (34, 35) bezüglich einer Umfangsrichtung auf gegenüberliegenden Seiten vom dritten Reaktionsarm (23) und auf zwei gegenüberliegenden Seiten der zweiten Achse B angeordnet sind; Ausbilden der ersten, zweiten und dritten Verbindungseinrichtung (21, 22, 23) derart, dass sie voneinander getrennt sind; Konfigurieren des ersten und des zweiten Reaktionsarms (34, 35) als getrennte Reaktionsarme, die direkt getrennt, einzeln und unabhängig vom dritten Reaktionsarm (36) und voneinander mit der jeweiligen ersten und zweiten Verbindungseinrichtung (21, 22) verbindbar sind, um getrennt, einzeln und unabhängig gegen den ersten und zweiten stationären Gegenstand (32, 33) anzuliegen, ohne dass sie den ersten und den zweiten Reaktionsarm (34, 35) mit dem dritten Reaktionsarm (36) und zueinander verbinden; weiterhin Bereitstellen einer der ersten und zweiten Verbindungseinrichtung (21, 22), wobei die erste Verbindungseinrichtung (21) auf dem Zylinderabschnitt (2) des Gehäuses (1), und die zweite Verbindungseinrichtung (22) um den Antrieb oder ein Antriebselement (10) auf dem Antriebsabschnitt (3) des Gehäuses (1) angeordnet ist, und Bereitstellen der dritten, als Polygon konfigurierte Verbindungseinrichtung (23) auf einem Antriebselement (10), das mittels des Ratschenmechanismus (8) angetrieben wird und sich vom Antriebsabschnitt (3) des Gehäuses (1) aus erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 4, weiterhin umfassend den Schritt des Konfigurierens der Verbindungseinrichtungen (21, 22, 23) derart, dass die Ratsche (9) sich im Antriebsabschnitt (3) dreht, um eine Mutter (31, 32, 33) in die andere Richtung festzuziehen oder zu lösen, die der einen Richtung entgegengesetzt ist, in welche die erste und die zweite Verbindungseinrichtung (21, 22) eine vorgegebene Drehkraft zum stationären Gegenstand (32, 33) übertragen.
Verfahren nach Anspruch 4, weiterhin umfassen die Schritte des Anordnens der ersten und der zweiten Verbindungseinrichtung (21, 22) direkt am Gehäuse (1) und des Verbindens des ersten und zweiten Reaktionsarms (34, 35) direkt mit dem Gehäuse (1) mit der ersten und der zweiten Verbindungeinrichtung (21, 22).