DE2230955C3

DE2230955C3 - Power driven screwing device

Info

Publication number: DE2230955C3
Application number: DE19722230955
Authority: DE
Inventors: Claude H Houston Tex. Wilmeth (V.St.A.)
Original assignee: NSW Corp
Current assignee: NSW Corp
Filing date: 1972-06-23
Publication date: 1978-01-26

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine kraftangetriebene Schraubvorrichtung mit einem Schraubenschlüssel, einer Ratsche, einer Abstützeinrichtung, die am zu verschraubenden Werkstück abstützbar ist, und einer Krafteinrichtung zwischen den freien Enden des Schraubenschlüssels und der Abstützeinrichtung.The invention relates to a power-driven screwing device with a wrench, a ratchet, a support device that can be supported on the workpiece to be screwed, and one Force device between the free ends of the wrench and the support device.

Bei den Verbindungsflanschen der Rohrleitungen an Erdölbohrungen sind wegen der innerhalb der Rohrleitungen mitunter auftretenden, außergewöhnlich hohen Drücke viele Schraubverbindungen angeordnet, die jeweils mit einem so hohen Drehmoment vorgespannt sein müssen, damit der Flansch durch Druckeinwirkung nicht auseinandergedrückt und undicht wird.The connecting flanges of the pipelines to oil wells are because of the inside of the pipelines Occasionally occurring, exceptionally high pressures arranged many screw connections that each with such a high torque must be preloaded so that the flange through the action of pressure is not pushed apart and leaks.

Sollen die Schrauben gelöst werden, dann kommt zusätzlich zum Drehmoment, mit dem sie angezogen wurden, noch ein Festsitzen darch Spannungs- und Schmutzeinwirkung, so daß die Schraubverbindungen beim öffnen oftmals bis an die Grenzen der Reißfestigkeit der Bolzen belastet werden.If the screws are to be loosened, there is also the torque with which they are tightened were still sticking due to the effects of tension and dirt, so that the screw connections when opening, the bolts are often loaded to the limits of the tear strength.

Die genannten Schraubverbindungen sind oftmals schwer und nur unter Gefahr zugänglich und bieten Personal wegen eines etwa ausgetretenen, glitschigen Ölschlamms nur schlechten Halt; die Arbeiten beim Anziehen und Lösen sind daher außerordentlich gefährlich, soweit sie mittels eines handbetriebenen Drehmomentschlüssels oder eines handbetriebenen Schlagschlüssels geschehen, der mit Hammerschlägen zum Festziehen oder Lösen der Schraubverbindungen verwendet wird.The screw connections mentioned are often difficult and only accessible with danger Staff poor grip because of a slippery oil sludge that was trodden out; the work at Tightening and loosening are therefore extremely dangerous insofar as they are operated by means of a hand-operated Torque wrench or a hand-operated impact wrench done with hammer blows is used to tighten or loosen the screw connections.

Um derartige Gefahren zu verringern, wurde bereits eine angetriebene Schraubvorrichtung vorgeschlagen (DL-PS 62 789), bei der ein Schraubenschlüssel, eine Abstützeinrichtung und zwischen den freien Enden dieser beiden Teile ein Druckmittelzylinder vorgesehen ist, der die zum Anziehen oder Lösen der Schraubverbindung erforderliche Kraft aufbringt. Um zu verhindern, daß der Schraubenschlüssel bei jedem Hub des Druckmittelzylinders von Hand umgesetzt werden muß, ist er im Bereich der Schraubverbindung mit einer Ratsche versehen, die als Richtungsgesperre die Kraftübertragung in Hubrichtung des Druckmittelzylinders zwischen Schraubenschlüssel und Schraubverbindung herstellt, in Gegenrichtung aber die Kraftübertragung unterbricht und somit eine freie Rückbewegung des Schraubenschlüssels zuläßt.In order to reduce such dangers, a powered screw device has already been proposed (DL-PS 62 789), in which a wrench, a support device and between the free ends A pressure cylinder is provided for these two parts, which is used to tighten or loosen the screw connection applies the required force. To prevent the wrench from being thrown with each stroke of the Pressure cylinder must be implemented by hand, it is in the area of the screw connection with a Provided ratchet, which acts as a directional lock, the power transmission in the stroke direction of the pressure cylinder between the wrench and the screw connection, but the power transmission in the opposite direction interrupts and thus allows a free return movement of the wrench.

Wenn aber einzelne Schraubverbindungen mit nur sehr geringem Abstand aneinander angeordnet sind, wie dies beispielsweise beim eingangs erwähnten Anwendungsbereich der Fall ist, dann ist bei der bekannten Schraubvorrichtung die Abmessung ihres Richtungsgesperres durch den geringen Abstand zweier benachbarter Schraubverbindungen beschränkt, so daß die zur Verfügung stehenden Kraftübertragungsflächen innerhalb des Richtungsgesperres ebenfalls beschränkt sind und nur verhältnismäßig geringe Kräfte übertragen können, so weit nicht zusätzlich die Übertragung dieser Kräfte noch dadurch in Frage gestellt wird, daß die bei Erdölbohrungen immer vorliegende Verschmutzung von Werkzeug und Gerät zusätzlich die Funktion des Richtungsgesperres beeinträchtigt. Die bekannte Schraubvorrichtung ist daher für das eingangs genannte Anwendungsgebiet nicht verwendbar, da das Richtungsgesperre zur Übertragung der dort erforderlichen Drehmomente Abmessungen aufweisen müßte, die das Ansetzen der Schraubvorrichtung unmöglich machen.But if individual screw connections are arranged with only a very small distance from one another, such as if this is the case, for example, in the application area mentioned at the outset, then this is the case with the known Screw device the dimensions of your directional lock due to the small distance between two neighboring ones Screw connections limited, so that the available power transmission areas within of the directional locking mechanism are also limited and only transmit relatively small forces can, as far as the transfer of these forces is not also called into question by the fact that the at Oil wells always present contamination of tools and equipment in addition to the function of the Directional lock impaired. The known screwing device is therefore for the aforementioned Area of application cannot be used because the directional lock is used to transmit the information required there Torques should have dimensions that make it impossible to attach the screwing device.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schraubvorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die einerseits ein hohes Anziehmoment aufbringen kann, die andererseits aber im Bereich der Schraubverbindungen einen geringen Raum einnimmt.The object of the invention is therefore to create a screwing device of the type described above, which on the one hand can apply a high tightening torque, but on the other hand in the area of the screw connections takes up little space.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ratsche zwischen den freien Enden des Schraubenschlüssels oder dem freien Ende der Abstützeinrichtung und den mit diesen Enden zusammenwirkenden Teilen der Krafteinrichtung angeordnet ist.This object is achieved in that the ratchet between the free ends of the Wrench or the free end of the support device and the cooperating with these ends Parts of the power device is arranged.

Es wird somit das Richtungsgesperre aus dem Bereich der Schraubverbindung nach außen in den Bereich der Enden von Schraubenschlüssel und Abstützeinrichtung verlegt, wo hinlänglich Raum ist, um das Richtungsgesperre derart zu dimensionieren, daß es trot;: auftretender Verschmutzung die für das erforderliche hohe Anziehmoment notwendigen Kräfte aufbringen kann, zumal diese Kräfte wegen des zwischengeschalteten Hebelarms bei gleichem Anziehmoment wesentlch kleiner sind als die innerhalb des Richtungsgesperres der bekannten Schraubverbindung zu übertragenden Kräfte.It is thus the directional lock from the area of the screw connection to the outside into the area of Ends of wrench and support device moved where there is sufficient room to move the directional lock to be dimensioned in such a way that it defies;: occurring Pollution can generate the forces necessary for the required high tightening torque, especially since these forces are essential because of the intermediate lever arm with the same tightening torque are smaller than those to be transmitted within the directional lock of the known screw connection Powers.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bietet die Abstützeinrichtung eine Stütze für die Krafteinrichtung, wenn diese mit dem Schraubenschlüssel in Eingriff steht,In the device according to the invention, the support device provides a support for the force device, when it is engaged with the wrench,

Die Krafteinrichtung ist gemäß einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung als Druckmittelzylinder ausgebildet.According to a preferred embodiment of the invention, the power device is a pressure medium cylinder educated.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird verwendet wie folgt: der Schraubenschlüssel wird Mber einer Mutter von mehreren, einander benachbarten Mutlern angebracht, und die Abstützeinrichtung wird über einer der benachbarten Muttern angebracht. Zwischen diesen beiden Teilen wird die Kraft aufgebracht, durch die der Schraubenschlüssel gedreht wird, während die Abstützeinrichtung dort festgehalten wird. Bei der Verwendung eines hydraulischen Z\ linders zum Aufbringen der Kraft zwischen Abstützeinrichtung und Schraubenschlüssel wird ein druckbeaufschlagtes Strömungsmittel dem Zylinder zugeführt, um dessen Eingriffslänge zu erhöhen. Es kann ferner der hydraulische Zylinder wieder selbsttätig verkürzt werden, um den wirksamen Abstand zwischen Schraubenschlüssel und Abstützeinrichtung zu verstellen und erneut Strömungsmittel unter Druck dem Zylinder zuzuführen. Der Druck des Strömungsmittels kann hierbei überwacht werden, wobei das auf die Mutler aufgebrachte Drehmoment unmittelbar ablesbar ist.The device according to the invention is used as follows: the wrench is Mber a Nut attached by several, mutually adjacent nuts, and the support device is over one attached to the adjacent nuts. Between these two parts the force is applied through which the Wrench is rotated while the support device is held there. When using a hydraulic cylinder to apply the force between the support device and the wrench a pressurized fluid is supplied to the cylinder to increase its length of engagement raise. Furthermore, the hydraulic cylinder can be automatically shortened again to achieve the effective one To adjust the distance between the wrench and the support device and again fluid under Apply pressure to the cylinder. The pressure of the fluid can be monitored here, the torque applied to the mutler can be read directly.

Die Erfindung schafft also eine Vorrichtung, die zum wirksamen Anziehen und Lösen von Muttern und Bolzen verwendbar ist, was bisher die eingangs beschriebenen Schwierigkeiten verursachte. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und deren Anwendung wird das gewünschte Arbeitsziel in bisher nicht möglicher Weise erreicht. Da anstelle der unter bestimmten räumlichen Gegebenheiten auch heute noch bisher notwendigerweise von Hand ausgeübten Kraft eine Quelle mechanischer Kraft verwendet wird, wird die Betriebsgeschwindigkeit erhöht und die Gefahr für die Bedienungspersonen vermindert.The invention thus provides a device that can effectively tighten and loosen nuts and Bolt can be used, which has previously caused the difficulties described above. With the The device according to the invention and its application is not the desired work goal in so far possibly achieved. Since instead of under certain spatial conditions also today a source of mechanical force is still used to force previously necessarily manually exerted, the operating speed is increased and the danger to the operators is reduced.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with the aid of schematic drawings of two exemplary embodiments explained. It shows

F i g. 1 ein Schema der Hydraulik- und Druckluftanlage der erfindungsgemäßen Vorrichtung,F i g. 1 a schematic of the hydraulic and compressed air system the device according to the invention,

F i g. 2 eine durch teilweise Auslassungen vereinfachte Draufsicht auf ein bevorzugtes Ausführungbsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die auf Muttern an einem Flansch angebracht und betriebsfertig angeordnet ist,F i g. 2 is a plan view, simplified by partial omissions, of a preferred exemplary embodiment the device according to the invention, which is attached to nuts on a flange and arranged ready for use is,

F i g. 3 eine Draufsicht ähnlich F i g. 2, die die Vorrichtung in ihrem ersten Verfahrensschritt zeigt,F i g. 3 is a plan view similar to FIG. 2, which shows the device in its first process step,

Fig.4 eine Draufsicht ähnlich Fig.3, die den hydraulischen Zylinder ausgefahren und den Schraubenschlüssel der Vorrichtung um einen Winkelbereich gedreht zeigt,Fig.4 is a plan view similar to Fig.3 showing the the hydraulic cylinder extended and the wrench of the device angled rotated shows

F i g. 5 eine Draufsicht ähnlich F i g. 4, die den hydraulischen Zylinder eingefahren und zum nächstenF i g. 5 is a plan view similar to FIG. 4, which retracted the hydraulic cylinder and to the next

Verdrehen bereit zeigt,Twisting ready shows

Fig.6 eine Draufsicht ähnlich Fig.3, die den hydraulischen Zylinder wieder ausgefahren und die Mutter weiter verdreht zeigt,Fig.6 is a plan view similar to Fig.3 showing the hydraulic cylinder extended again and shows the nut twisted further,

F i g. 7 eine Draufsicht auf ein anderes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, das auf Muttern an einem Flansch ähnlich wie in F i g. 2 angebracht ist,F i g. 7 is a top plan view of another preferred embodiment of the invention which applies to nuts a flange similar to that in FIG. 2 is appropriate,

F i g. 8 eine Draufsicht ähnlich F i g. 7, die das Werkzeug in seiner anfänglichen Arbeitsstellung zeigt,F i g. 8 is a plan view similar to FIG. 7, showing the tool in its initial working position,

Fig.9 eine Draufsicht auf das Werkzeug gemäß F i g. 7 und 8, die den hydraulischen Zylinder ausgefahren und die Mutter um einen ersten Winkelbereich gedreht zeigt, und9 shows a plan view of the tool according to FIG. 7 and 8 that extended the hydraulic cylinder and shows the nut rotated through a first angular range, and

Fig. 10 eine Ansicht ähnlich Fig.6 bis 9, die das Werkzeug in einer zum zweiten Verfahrensschritt bereiten Stellung zeigtFig. 10 is a view similar to Figs. 6 to 9 showing the Shows tool in a position ready for the second process step

In Fig.2 ist eine Sicherheitseinrichtung gegen das Druckausblasen gezeigt, die einen Kragen 11 mit einem daran befestigten Verbindungsflansch 12 aufweist, der in der Nähe eines hier nicht gezeigten zweiten Flansches angeordnet ist. Diese beiden Flansche sind durch eine Vielzahl von in nahen Abständen zueinander angeordneten Bolzen 13 zusammengehalten, die kreisförmig um den Flansch 12 herum dicht beisammen angeordnet sind und auf denen jeweils ein Verbindungselement in Form einer Mutter 14 angebracht ist.In Fig.2 is a safety device against the Pressure blow-out shown having a collar 11 with a has attached connecting flange 12, which is in the vicinity of a second flange, not shown here is arranged. These two flanges are closely spaced by a plurality of flanges Bolts 13 held together, which are arranged in a circle around the flange 12 close together and on each of which a connecting element in the form of a nut 14 is attached.

Die erfindungsgemäße Schraubvorrichtung ist in der Lage auf zwei der Muttern 14 zum Lösen einer weiteren Mutter 14 gezeigt. Die Schraubvorrichtung umfaßt als erstes Teil eine Abstützeinrichtung bzw. eine Abstützplatte 18 mit einer kreisförmigen öffnung 19, die so bemessen ist, daß sie über eine der Muttern 14 paßt. Die Platte 18 ist mit einer Einrichtung versehen, die ein Drehen der Platte in eine erste Richtung verhindert. Diese Einrichtung ist vorzugsweise in Form eines Ansatzes 20 ausgebildet, der an einer anderen der benachbarten Muttern 14 anliegt und folglich das Drehen der Platte 18 im Uhrzeigersinn gemäß Fig.2 verhindert.The screw device according to the invention is able to loosen another one on two of the nuts 14 Nut 14 shown. The screwing device comprises, as a first part, a support device or a support plate 18 with a circular opening 19 which is dimensioned such that it fits over one of the nuts 14. the Plate 18 is provided with means to prevent the plate from rotating in a first direction. This device is preferably designed in the form of a projection 20, which is attached to another of the adjacent nuts 14 and consequently the turning of the plate 18 clockwise according to Fig.2 prevented.

An der Platte 18 ist eine Zylinderführungsplatte 22 mittels Schrauben 23 befestigt, die sich durch die beiden Platten 22 und 18 erstrecken. Es sei darauf hingewiesen, daß, in F i g. 2 gesehen, unterhalb der Führungsplatte 22 eine entsprechende Platte vorgesehen sein kann, um das Zusammenbauen und den Betrieb des Werkzeugs zu erleichtern.A cylinder guide plate 22 is fastened to the plate 18 by means of screws 23 which extend through the two Plates 22 and 18 extend. It should be noted that, in FIG. 2, below the guide plate 22 a corresponding plate may be provided to facilitate assembly and operation of the tool facilitate.

Die Zylinderführungslochplatte 22 hat ein Stiftloch, in dem ein Stift 25 einer Ratsche angebracht ist, auf dem ein Zahnsegment 26 drehbar gelagert ist, das an seiner Rückseite mehrere Einrastkerben 27a, 27b und 27c aufweist, deren Zweck weiter unten erklärt wird. Am äußeren Ende des plattenartigen Zahnsegments 26 ist ein Stiftloch vorgesehen, in dem ein Stift bzw. ein Zapfen 28 im Bodenteil 28' eines Zylinders angebracht ist, der ein Ende einer nachfolgend näher beschriebenen Krafteinrichtung schwenkbar abstützt. In der Zylinderführungsplatte 22 ist ferner eine öffnung vorgesehen, durch die sich ein Stift 30 einer Sperrklinke 31 erstreckt, auf den diese drehbar gelagert ist, um beim Betätigen des Werkzeugs nacheinander mit den einzelnen Einrastkerben 27a, 27 b und 27c in Eingriff zu treten. Die Sperrklinke 31 ist, in F i g. 2 gesehen, im Gegenzeigersinn durch eine Sperrfeder 32 vorgespannt, die mit ihrem einen Ende mit der Rückseite der Sperrklinke in Eingriff steht und an ihrem anderen Ende mittels einer Kopfschraube 33 an der Abstützplatte 18 befestigt ist.The cylinder guide hole plate 22 has a pin hole in which a pin 25 of a ratchet is mounted, on which a toothed segment 26 is rotatably mounted, which has a plurality of locking notches 27a, 27b and 27c on its rear side, the purpose of which will be explained below. At the outer end of the plate-like tooth segment 26, a pin hole is provided in which a pin or a pin 28 is attached in the bottom part 28 'of a cylinder which pivotally supports one end of a force device described in more detail below. In the cylinder guide plate 22, an opening is further provided a pin 30 extends through which a pawl 31 on the latter is mounted rotatably to contact successively with the individual latching grooves 27a, 27b and 27c into engagement upon actuation of the tool. The pawl 31 is, in F i g. 2, biased in the counterclockwise direction by a locking spring 32, one end of which is in engagement with the rear side of the locking pawl and at its other end is fastened to the support plate 18 by means of a head screw 33.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt ferner einen Schraubenschlüssel 41 mit einem Bereich, der mitThe device according to the invention further comprises a wrench 41 with an area that is with

einer benachbarten Mutter 14, wie F i g. 2 zeigt, in Eingriff gebracht werden kann, so daß beim Drehen des Schraubenschlüssels 41 die Mutter 14 mitgedreht wird. Im anderen Ende des Schraubenschlüssels 41 ist ein Stiftloch vorgesehen, durch das sich ein Verbindungsstift 41a erstreckt, der an beiden Enden zum Eingriff mit einer nachfolgend beschriebenen Betätigungseinrichtung halbkugelförmig ausgebildet ist.an adjacent nut 14, as shown in FIG. 2 shows, can be brought into engagement so that when the wrench 41 is turned, the nut 14 is also rotated. In the other end of the wrench 41, a pin hole is provided through which a connecting pin 41a extends, which is hemispherical at both ends for engagement with an actuating device described below.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt auch eine Einrichtung, die mit der Abstützplatte 18 und den dieser zugeordneten Elementen und mit dem Schraubenschlüssel 41 so zusammenwirkt, daß sie eine relative Kraft zwischen diesen Teilen ausübt. Diese Einrichtung ist zweckmäßigerweise in Form eines hydraulischen Arbeitszylinders 45 vorgesehen, der an seinem in F i g. 2 gesehenen unteren Ende am Schwenkzapfen 28 angebracht ist. Im Zylinder 45 ist ein in beiden Richtungen wirkender Kolben 46 aufgenommen, der seinerseits mit einer Druckstange 47 verbunden ist, die sich aus dem oberen Ende des Zylinders 45 heraus erstreckt. Das in F i g. 2 gesehene obere Ende der Druckstange 47 hat ein konkaves Ende, welches zur Aufnahme und zum Eingriff mit den halbkugelförmigen Enden des Stiftes 41a geeignet ist, wie aus der Zeichnung hervorgeht. Das Ende der Druckstange 47 kann mit einem Ende des Stiftes 41a über eine flexible, federartige Klammer 48, die in Reibeingriff mit äußeren Aussparungen an den Enden des Stiftes 41a an der Druckstange 47 steht, flexibel in Berührung gehalten werden.The device according to the invention also comprises a device which cooperates with the support plate 18 and the elements associated therewith and with the wrench 41 so that it exerts a relative force between these parts. This device is expediently provided in the form of a hydraulic working cylinder 45, which is attached to its in FIG. 2 is attached to the lower end of the pivot pin 28 as seen. A piston 46, which acts in both directions and is in turn connected to a push rod 47 which extends out of the upper end of the cylinder 45, is received in the cylinder 45. The in Fig. The upper end of the push rod 47 as seen in FIG. 2 has a concave end which is suitable for receiving and engaging with the hemispherical ends of the pin 41a , as can be seen in the drawing. The end of the push rod 47 can be flexibly held in contact with one end of the pin 41a via a flexible, spring-like clip 48 which is in frictional engagement with external recesses at the ends of the pin 41a on the push rod 47.

Das in F i g. 2 gesehen untere Ende des Zylinders 45 ist an eine hydraulische Hochdruckleitung 50 angeschlossen, während das obere Ende an eine Niederdruckluftleitung 51 angeschlossen ist. Wenn also durch die Leitung 50 unter hohem Druck stehendes hydraulisches Strömungsmittel aufgebracht wird, wird die Druckstange 47 aus dem Zylinder 45 herausgefahren, wodurch eine Drehkraft auf den Schaubenschlüssel 41 ausgeübt wird, die das Lösen derjenigen Mutter 14 verursacht, auf die der Schraubenschlüssel aufgesetzt ist.The in Fig. 2, the lower end of the cylinder 45 is connected to a hydraulic high-pressure line 50, while the upper end is connected to a low-pressure air line 51. Thus, when high pressure hydraulic fluid is applied through line 50, pushrod 47 is extended out of cylinder 45, exerting a torque on wrench 41 which causes the nut 14 on which the wrench is fitted to loosen.

Bei Entlastung des Drucks in der Leitung 50 und Aufbringen eines niedrigen Luftdrucks in der Leitung 51 wird die Druckstange 47 wieder eingefahren für den anschließenden Arbeitsvorgang.When the pressure in the line 50 is relieved and a low air pressure is applied in the line 51, the push rod 47 is retracted again for the subsequent work process.

Uner Hinweis auf F i g. 1 wird die Strömungsmittelanlage zur Betätigung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, daß die Luftleitung an eine beständige Quelle auf verhältnismäßig niedrigem Druckniveau gehaltener Druckluft angeschlossen ist, die üblicherweise z. B. in der Nähe von Offshore-Bohrgerüsten vorhanden ist. Die Luftleitung 51 steht, wie gezeigt sowohl mit einem Ende des Zylinders 45 als auch über ein T-Verbindungsstück 53 mit einem handelsüblichen Luftventil 52 in Verbindung. Dieses ist mit einem von Hand betätigbaren Steuerhebel 55 versehen, bei dessen Betätigung eine Steuerdruckleitung 56 druckbeaufschlagt wird, die sowohl an einem Manometer 57 als auch an einem Hauptluftzylinder 58 angeschlossen ist Bei dem Zylinder 58 handelt es sich um einen mit Membran bzw. Trennwand arbeitenden, handelsüblichen Zylinder, in dem eine Membran 60 so angebracht ist daß sie, in F i g. 1 gesehen, von rechts mit Luftdruck beaufschlagt wird, während sie an ihrer anderen Seite mit einer Stange 61 verbunden ist deren entgegengesetztes Ende an einem Kolben 62 befestigt ist der in einem hydraulischen Arbeitszylinder 63 arbeitet in dem, in Fig. 1 gesehen, an der linken Seite hydraulisches Strömungsmittel enthalten ist Infolgedes No reference to F i g. 1 describes the fluid system for actuating the device according to the invention. It should be noted that the air line is connected to a constant source of compressed air kept at a relatively low pressure level, which is usually e.g. B. is present in the vicinity of offshore drilling rigs. As shown, the air line 51 is connected both to one end of the cylinder 45 and, via a T-connector 53, to a commercially available air valve 52. This is provided with a manually operable control lever 55, upon actuation of which a control pressure line 56 is pressurized, which is connected to both a manometer 57 and a main air cylinder 58. The cylinder 58 is a membrane or partition wall, commercially available cylinder in which a membrane 60 is attached so that it, in F i g. 1 seen from the right with air pressure, while it is connected on its other side with a rod 61, the opposite end of which is attached to a piston 62 which works in a hydraulic working cylinder 63 in the one, seen in Fig. 1, on the left Side hydraulic fluid is included as a result

sen verursacht das Aufbringen eines gesteuerten Drucks auf die rechte Seite des Zylinders 58 die Ausübung eines vervielfachten Drucks auf das im Zylinder 63 enthaltene hydraulische Strömungsmittel mit dem Ergebnis, daß ein hoher hydraulischer Druck über die Leitung 50 ausgeübt wird. Die Druckbeaufschlagung der Leitung 50 mit unter hohem Druck stehendem hydraulischen Strömungsmittel veranlaßt, daß der in beiden Richtungen wirksame Kolben 46 ausgefahren wird, wie Fig. 1 zeigt. Beim Loslassen des Steuerhebels 55 wird die Luftzufuhr beim Hauptzylinder 58 beendet, so daß der hydraulische Druck in der Leitung 50 entlastet wird und der konstante Luftdruck der Leitung 51 die Druckstange 47 zum Zurückbewegen veranlaßt.sen causes the application of controlled pressure to the right side of the cylinder 58 to exert a multiplied pressure on the hydraulic fluid contained in cylinder 63 with the result that a high hydraulic pressure is exerted via line 50. Pressurizing line 50 with hydraulic fluid under high pressure causes the in both directions effective piston 46 is extended, as FIG. 1 shows. When the control lever 55 is released, the Air supply to the master cylinder 58 terminated, so that the hydraulic pressure in the line 50 is relieved and the constant air pressure of the line 51 causes the push rod 47 to move back.

Die Arbeitsweise des Werkzeugs wird nun in Zusammenhang mit den F i g. 1 bis 6 beschrieben.The operation of the tool will now be described in connection with FIGS. 1 to 6 described.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung sich sowohl zum Lösen als auch zum Festziehen von Muttern eignet, wenn auch die Beschreibung sich zunächst auf das Lösen einer Mutter bezieht. Die oben beschriebene Vorrichtung wird auf zwei benachbarte Muttern 14 anfangs so aufgebracht, wie F i g. 2 und 3 zeigen. Beim Betätigen des Steuerhebels 55 wird die Druckstange 47 des Kolbens 46 nach außen bewegt, wie F i g. 4 zeigt. Durch dieses Ausfahren wird der Schraubenschlüssel 41, wie die Zeichnung zeigt, im Gegenzeigersinn gedreht und die Mutter 14, mit der der Schraubenschlüssel in Berührung steht, gelöst. Anschließend wird durch Handhaben des Steuerhebels 55 die Druckstange 47 veranlaßt, sich wieder zurückzuziehen, wie oben beschrieben. Während dieser Rückzugsphase wird die unter der Vorspannung durch die Sperrfeder 32 stehende Sperrklinke 31, wie in der Zeichnung dargestellt, entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt, was wiederum eine Bewegung des Zahnsegments 26 entgegen dem Uhrzeigersinn verursacht mit dem Ergebnis, daß das Ende der Sperrklinke 31 aus der Einrastkerbe 27a in die Kerbe 27 b wandert, wie F i g. 5 zeigt. Dadurch ist der wirksame Abstand zwischen dem Schraubenschlüssel 41 und der Verankerungsplatte 18 geändert worden, ohne daß der Schraubenschlüssel 41 oder die Verankerungsplatte 18 örtlich neu in ihrer Lage angeordnet worden wären. Beim Betätigen des Steuerhebels 55 wird die Druckstange 47 erneut ausgefahren, wie F i g. 6 zeigt, wodurch ein weiteres Drehen der vom Schraubenschlüssel 41 umgebener Mutter 14 bewirkt wird. Diese Aufeinanderfolge vor Arbeitsschritten wird wiederholt, wenn sich die Sperrklinke in der Kerbe 27c befindet, wobei die Muttei 14, mit der der Schraubenschlüssel 41 in Eingriff steht weiter gelockert wird. Wenn die ausgewählte Mutter \A immer noch schwer zu drehen ist, kann der Schraubenschlüssel 41 erneut in die Ausgangslage gebracht werden, die in F i g. 3 gezeigt ist, und die beschrieben« Reihe von Verfahrensschritten wird wiederholt, bis die Mutter 14 gelöst oder entfernt worden ist It should also be pointed out that the device according to the invention is suitable for both loosening and tightening nuts, even if the description initially relates to loosening a nut. The device described above is initially applied to two adjacent nuts 14 as shown in FIG. 2 and 3 show. When the control lever 55 is actuated, the push rod 47 of the piston 46 is moved outward, as shown in FIG. 4 shows. As a result of this extension, the wrench 41 is turned counterclockwise, as the drawing shows, and the nut 14 with which the wrench is in contact is loosened. Then, by manipulating the control lever 55, the push rod 47 is caused to retract again, as described above. During this retraction phase, the pawl 31, which is under the bias of the locking spring 32, is moved counterclockwise, as shown in the drawing, which in turn causes the toothed segment 26 to move counterclockwise with the result that the end of the pawl 31 out of the latching groove 27a b migrates into the notch 27, such as F i g. 5 shows. As a result, the effective distance between the wrench 41 and the anchoring plate 18 has been changed without the wrench 41 or the anchoring plate 18 having been locally rearranged in their position. When the control lever 55 is operated, the push rod 47 is extended again, as shown in FIG. 6 shows what causes the nut 14 surrounded by the wrench 41 to rotate further. This sequence before working steps is repeated when the pawl is in the notch 27c, the nut 14 with which the wrench 41 is engaged is further loosened. If the selected mother \ A is still hard to turn the wrench can be brought 41 back to the starting position shown in F i g. 3 and the described series of steps is repeated until the nut 14 has been loosened or removed

Die vorstehende Beschreibung betrifft zwar da! Lösen einer Mutter, aber es sei noch erwähnt daß die Muttern 14 in der gleichen Reihenfolge von Verfahrens schritten auch angezogen werden können, wenn die au den Muttern aufgebrachte Vorrichtung nur um 180^c gedreht oder, in F i g. 2 gesehen, umgekehrt wird. The above description concerns there! Loosening a nut, but it should also be mentioned that the nuts 14 can also be tightened in the same sequence of procedural steps if the device applied to the nuts is only rotated by 180 ^c or, in FIG. 2 is seen reversed.

Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß be Verwendung von Luftdruck zum Aufbringen hydrauli sehen Drucks auf den Zylinder 45 der gesteuert) Luftdruck auch auf das Manometer 57 aufgebracht wird welches zur Anzeige für das Ausmaß des auf dei Schraubenschlüssel 41 wirkenden Drehmoments heranFinally, it should be noted that when using air pressure to apply hydrauli see pressure on the cylinder 45 of the controlled) air pressure is also applied to the pressure gauge 57 which approaches the display of the amount of torque acting on the wrench 41

gezogen werden kann. Durch Beobachten des Manometers 57 kann nämlich die Bedienungsperson die auf die Mutter ausgeübte Torsion beim Anziehen exakt bemessen und dadurch das Ausmaß der Spannung steuern, der die Bolzen ausgesetzt werden. Diese Art der Steuerung ist von größter Wichtigkeil, wenn Flansche miteinander verbunden werden, wo außerordentlich hohe Drücke vorherrschen, wie bei der Erdölgewinnung und verwandten Industriezweigen. Die Anzeige auf dem Manometer 57 ist am gcnauesten, wenn die Druckstange 47 sich rechtwinklig zur langen Achse des Schraubenschlüssels 41 erstreckt.can be drawn. By observing the pressure gauge 57, the operator can precisely determine the torsion exerted on the nut when it is tightened and thereby control the amount of tension to which the bolts are subjected. This kind the control is of the utmost importance when joining flanges together where extraordinary high pressures prevail, such as in petroleum production and related industries. the The display on the manometer 57 is most accurate when the push rod 47 is at right angles to the long one Axis of the wrench 41 extends.

In F" ig. 7 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. Auch dieses Ausführungsbeispiel ist auf Muttern 14 angebracht gezeigi, die ihrerseits zur Verbindung der gleichen Flansche 12 auf die gleichen Schraubbolzen 13 aufgeschraubt sind wie beim vorherigen Ausführungsbeispicl. In FIG. 7, another embodiment is shown in FIG Device according to the invention shown. This exemplary embodiment is also attached to nuts 14 shown, which in turn connect the same flanges 12 to the same screw bolts 13 are screwed on as in the previous exemplary embodiment.

Auch dieses Ausführungsbeispiel weist ein erstes Teil auf, welches einen Bereich aufweist, der über einer der Muttern 14 in seine Lage gebracht wird und in F^:orm einer Absatzplatte 71 vorgesehen ist, an der ein Verankerungsring 42 befestigt ist, der jeweils über eine der Muttern 14 paßt, wie aus der Zeichnung hervorgeht. Die Platte 71 weist auch eine Einrichtung zum Begrenzen der Drehbewegung der Platte in einer ersten Richtung in Form eines Ansatzes 73 auf, der an einer weiteren der im Kreis angeordneten Muttern 14 anliegt, wie F'ig. 7 zeigt. Das andere Ende der Platte 71 ist mit einer ersten Bohrung 75 am äußersten Ende sowie mit einer zusätzlichen Bohrung 76 an einer Zwischenstelle versehen, die hei der hier gezeigten Betriebsstellung in der Nähe des Flansches 12 liegt. Die erste Bohrung 75 dient zur Aufnahme eines Gelenkzapfens 77, der den Bodenteil 77' eines Betätigungszylinders 80. mit dem er verbunden ist, schwenkbar abstützt. Im Zylinder 80 arbeitet ein in beiden Richtungen wirksamer Kolben 81, an dem eine Druckstange 82 befestigt ist, die sich aus dem anderen Ende des Zylinders 80 heraus erstreckt. Es sei kurz darauf hingewiesen, daß der Betrieb des Zylinders 80, des Kolbens 81 und der Druckslange 82 in jeder Hinsicht den Betrieb des Zylinders 45, des Kolbens 46 und der Druckslange 47 entspricht, der für das vorherige Ausführungsbeispiel beschrieben wurde. Ferner sei erwähnt, daß der Zylinder 80 mit entsprechenden Anschlüssen zur Verbindung einer Leitung 50 für unter hohem Druck stehendes hydraulisches Strömungsmittel mit dem, in Fig. 7 gesehen, unteren Ende des Zylinders und einer Niederdruckluftleitung 51 mit dem oberen Zylinderende versehen ist. Der Zylinder 80 und die ihm zugeordneten Bauelemente sind also so angeordnet, daß sie von der im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Strömungsmittelanlage in der gleichen Weise betätigbar sind, wie das bereits beschriebene vorherige Ausführungsbeispiel.This embodiment also has a first part having an area that is brought in its position via one of the nuts 14 and ^F: orm of a heel plate 71 is provided at an anchoring ring 42 is fixed, which in each case via one of the nuts 14 fits, as can be seen from the drawing. The plate 71 also has a device for limiting the rotational movement of the plate in a first direction in the form of a projection 73 which rests against another of the nuts 14 arranged in a circle, as shown in FIG. 7 shows. The other end of the plate 71 is provided with a first bore 75 at the outermost end and with an additional bore 76 at an intermediate point which, in the operating position shown here, is in the vicinity of the flange 12. The first bore 75 serves to receive a pivot pin 77 which pivotally supports the bottom part 77 'of an actuating cylinder 80 to which it is connected. A piston 81, which acts in both directions and to which a push rod 82 is attached, which extends out of the other end of the cylinder 80 , works in the cylinder 80. It should be briefly noted that the operation of cylinder 80, piston 81 and printing rod 82 is in all respects the same as the operation of cylinder 45, piston 46 and printing rod 47 described for the previous embodiment. It should also be mentioned that the cylinder 80 is provided with corresponding connections for connecting a line 50 for hydraulic fluid under high pressure to the lower end of the cylinder, as seen in FIG. 7, and a low-pressure air line 51 to the upper end of the cylinder. The cylinder 80 and the components assigned to it are thus arranged in such a way that they can be actuated by the fluid system described in connection with FIG. 1 in the same way as the previous exemplary embodiment already described.

Bei dem in F i g. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Druckstange 82 mit einer Kolbenstange 84 versehen, an deren äußerem Ende ein sich in Querrichtung erstreckender Zapfen 85 angebracht ist Dieses Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfaßt auch einen Schraubenschlüssel 88, dessen eines Ende über eine Mutter 14 paßt oder anderweitig mit einer Mutter in Eingriff bringbar ist, um sich mit ihr zu drehen. Der Schraubenschlüssel 88 weist eine als zahnsegmentartigen Teil ausgebildete seitliche Verlängerung 89 auf, die mit mehreren Kerben 90a, 906, 9Oq 90t/und 9Oe versehen ist Die Kerben 90a bis 90e liegen alle in einer gemeinsamen Ebene, die senkrecht zum Bolzen 13 verläuft, und sind im allgemeinen in kreisförmiger Anordnung in gleichen Abständen von der Mittelachse der Mutter 14 vorgesehen, auf der der Wherein g in F i. 7, the push rod 82 is provided with a piston rod 84 , at the outer end of which a transversely extending pin 85 is attached. This embodiment of the device according to the invention also comprises a wrench 88, one end of which fits over a nut 14 or otherwise with a nut is engageable to rotate with her. The wrench 88 has a lateral extension 89 designed as a tooth segment-like part, which is provided with several notches 90a, 906, 90q 90t / and 90e. The notches 90a to 90e all lie in a common plane that runs perpendicular to the bolt 13 and are generally in a circular array equidistant from the central axis of the nut 14 on which the

j Schraubenschlüssel 88 aufgeselzl ist. Es ist ersichtlich, daß der Zapfen 85 so angeordnet ist, daß er nacheinander in die Kerben 90a bis 90c eingreift, wodurch bereits eine Ratsche zum Verstellen des wirksamen Abstandes zwischen dem Schraubenschlüs-j wrench 88 is open. It can be seen that the pin 85 is arranged so that it engages one after the other in the notches 90a to 90c, whereby a ratchet for adjusting the effective distance between the wrench

_|0 sei 88 und der Platte 71 geschaffen ist _{| 0} is 88 and the plate 71 is created

Die Platte 71 weist auch eine Einrichtung zum Verstellen des wirksamen Abstandes zwischen ihr und dem Schraubenschlüssel 88 auf, und zwar in Form der zusätzlichen Bohrung 76, die zur Aufnahme des Gelenk-The plate 71 also has a device for adjusting the effective distance between it and the wrench 88 , in the form of the additional bore 76, which is used to accommodate the joint

,₅ Zapfens 77 geeignel ist. ohne daß die L-age der Platte 71 oder des Schraubenschlüssels 88 gegenüber der Mutter 14. auf die er aufgesetzt ist, geändert werden müßten., ₅ pin 77 is suitable. without having to change the position of the plate 71 or the wrench 88 relative to the nut 14 on which it is placed.

Im Zusammenhang mit den F i g. 8, 9 und 10 wird nun die Arbeitsweise des in F^:i g. 7 gezeigten Ausführungsbcispicls der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben. In connection with the F i g. 8, 9 and 10 the operation of the in F ^: i g. 7 shown Ausführungsbcispicls of the device according to the invention described.

Anfangs sind die Abstützplatte 71 und der Schraubenschlüssel 88 auf den Mutlern 14 so angeordnet, wie das die F i g. 7 und 8 zeigen. Der Zapfen 85 steht anfangs in Eingriff mit der Kerbe 90a. und hydraulischer Druck wird durch die Leitung 50 ausgeübt, um die Stange 82 auszufahren, wodurch der Schraubenschlüssel 88 im Gegenuhrzeigersinn gedreht und die Mutter 14, auf die er aufgesetzt ist. gelöst wird. F i g. 9 zeigt das Werkzeug in einer ersten ausgefahrenen Stellung. Anschließend wird die Druckstange 82, wie oben beschrieben, zurückgezogen und der Zapfen 85 gelangt in Eingriff mit der Kerbe 90έ>, wie Fig. 10 zeigt. Dann ist die Vorrichtung für einen weiteren Betätigungsschritt, das Ausfahren der Stange 82 und das weitere Drehen des Schraubenschlüssels 88 und der Mutter 14, auf die er aufgesetzt ist. bereit. Diese Aufeinanderfolge von Schritten wird für alle Kerben 906 bis 90c wiederholt, ohne daß die Lage der Platte 71 oder der zugehörigen Mutter 14 und die Lage des Schraubenschlüssels 88 in bezug auf die ausgewählte Mutter 14 geändert wird.Initially, the support plate 71 and the wrench 88 are arranged on the nuts 14 as shown in FIG. 7 and 8 show. The pin 85 is initially engaged with the notch 90a. and hydraulic pressure is applied through line 50 to extend rod 82, thereby turning wrench 88 counterclockwise and the nut 14 on which it is fitted. is resolved. F i g. 9 shows the tool in a first extended position. The push rod 82 is then withdrawn, as described above, and the pin 85 comes into engagement with the notch 90έ>, as FIG. 10 shows. Then the device is for a further actuation step, the extension of the rod 82 and the further turning of the wrench 88 and the nut 14 on which it is placed. ready. This sequence of steps is repeated for all notches 906 through 90c without changing the position of the plate 71 or the associated nut 14 and the position of the wrench 88 with respect to the selected nut 14.

Es ist klar, daß die Muttern 14 nacheinander gelöst werden können, wenn man die Stellung der Abstützplatte 71 ändert und den Schraubenschlüssel 88 mit weiteren Muttern 14 in Eingriff bringt Wie bei dem vorigen Ausführungsbeispiel kann auch diese Vorrichtung zum Anziehen der Muttern 14 ebenso verwendet werden, wenn das Werkzeug um 180° gedreht und die gleiche Aufeinanderfolge von Verfahrensschritten wiederholt wird.It is clear that the nuts 14 can be loosened one after the other by changing the position of the support plate 71 and bringing the wrench 88 into engagement with further nuts 14. As in the previous embodiment, this device can also be used to tighten the nuts 14, when the tool is rotated 180 ° and the same sequence of process steps is repeated.

Die Kerben 90a bis 90e haben im allgemeinen in Bezug aufeinander den gleichen Abstand und außerdem jeweils den gleichen Abstand vom Schwenkpunkt des Schraubenschlüssels 88, der die Mutter 14 umgibt Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zum Drehen eines Bolzenkopfes genauso verwendet werden wie zum Drehen einer Mutter, wie hier beschrieben. Es sei auch noch erwähnt, daß die Nuten und Kerben 80a bis 8Oe in einer Ebene senkrecht zur Achse des Bolzens 13 liegen. The notches 90a-90e have in relation generally each other the same distance and also the same distance from the pivot point of the wrench 88, the nut 14 surrounds the device of the invention can be used to rotate a bolt head can be used as well as to rotate a nut, as here described. It should also be mentioned that the grooves and notches 80a to 80e lie in a plane perpendicular to the axis of the bolt 13.

Die Abstützplatte 71 verschafft der Vorrichtung eine absolute Verankerung, wozu eine der Muttern oder Bolzenköpfe dient, die in dem Kreis der zu handhabenden Muttern oder Bolzen liegt. Dieses Werkzeug ist so ausgelegt, daß eine entsprechendes Spiel um dieThe support plate 71 provides the device with a absolute anchoring, including one of the nuts or Bolt heads are used, which lies in the circle of the nuts or bolts to be handled. This tool is like that designed that a corresponding game to the

fts nächstliegende Mutter bzw. um den nächstliegenden Verankerungsbolzen herum frei bleibt Zwar sind hier beide Ausführungsbeispiele des Werkzeugs als an jeder zweiten oder dritten der im Kreis angeordneten fts nearest nut or around the nearest anchoring bolt remains free Although here both embodiments of the tool are than on every second or third of the one arranged in a circle

Muttern beschrieben und gezeigt, aber es ist klar, daß die Erfindung nicht notwendigerweise hierauf beschränkt ist. Die Anordnung kann auch so getroffen sein, daß unmittelbar einander benachbarte Muttern oder Bolzen betätigt werden.Nuts are described and shown, but it is to be understood that the invention is not necessarily so limited is. The arrangement can also be made so that immediately adjacent nuts or Bolts are actuated.

Die Platte 71 schafft für den Arbeitszylinder 80 eine positive Verankerung, so daß der Zylinder und die ihm zugeordneten Teile in einer Ebene betätigbar sind. Jedoch wird der Arbeitszylinder 80 und die zugehörigen Bauelemente definitiv in der Lage fixiert und verankert,The plate 71 creates a positive anchorage for the working cylinder 80, so that the cylinder and him assigned parts can be actuated in one plane. However, the working cylinder 80 and the associated Structural elements are definitely fixed and anchored in the position

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und man braucht sich nicht mehr auf das menschliche Element bei der Bestimmung des Angriffswinkels der Druckstange 82 und der Kolbenstange 84 in bezug auf den Schraubenschlüssel zu verlassen.and one no longer needs to rely on the human element in determining the angle of attack Push rod 82 and piston rod 84 to leave with respect to the wrench.

Es sei ferner noch darauf hingewiesen, daß das Manometer 57 in Einheiten des Drehmoments und des Drucks geeicht sein kann, so daß auf diese Weise das auf den Schraubenschlüssel aufgebrachte Drehmoment und der aufgebrachte Druck unmittelbar abgelesen werden können.It should also be noted that the pressure gauge 57 in units of torque and the Pressure can be calibrated, so that in this way the torque applied to the wrench and the applied pressure can be read immediately.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Power driven screwdriver with a wrench, a ratchet, a Support device that can be supported on the workpiece to be screwed, and a power device between the free ends of the wrench and the support device, thereby characterized in that the ratchet (85, 89; 26, 31) between the free end of the wrench (88; 41) or the free end of the support device (71; 18) and the ends with these interacting parts (piston rod? 84; 47 or bottom part 77 ', 28') of the power device (80; 45) is arranged.

2. Screw device according to claim 1, characterized in that the force device is a pressure medium cylinder (80; 45) is

3. Screw device according to claim 2, characterized in that the supporting device (71; 18) can be supported on screw connections (14) of the workpiece (12).

4. Screw device according to claim 3, characterized in that the supporting device (18; 71) one opening (19) that fits over one of the screw connections (14) and one to an adjacent one Has a screw connection that can be applied appropriately shoulder (20; 73).

5. Screw device according to claim 4, characterized in that the supporting device as Plate (18; 71) is formed.

6. Screw device according to one of claims 2 to 5, characterized in that the ratchet (85, 89) with a tooth segment-like part (89) at the free end of the wrench (88) Tooth gaps (90a to 9Od) - which are the same distance from the pivot axis of the key - and have a switching pin (85) attached to the end of the piston rod (84).

7. Screw device according to one of claims 2 to 6, characterized in that in the area of the free end of the support device next to the first bore (75) for receiving an am Bottom part of the pressure cylinder mounted pivot pin (77) at least one additional hole (76) is arranged for receiving the pivot pin.

8. Screw device according to one of claims 2 to 5, characterized in that the ratchet a toothed segment (26) pivotably mounted at the free end of the support device (18) - its free end connected to the bottom part of the pressure cylinder (45) via a pivot pin (28) is -, a pawl (31), which is also pivotably mounted in the support device, and a Has locking spring (32) for engaging the locking pawl in the toothed segment.