DE3401082A1

DE3401082A1 - Druckluftdrehmomentschluessel vom oeldrucktyp

Info

Publication number: DE3401082A1
Application number: DE3401082A
Authority: DE
Inventors: Koji Nara Tatsuno
Original assignee: Uryu Seisaku Ltd
Current assignee: Uryu Seisaku Ltd
Priority date: 1983-03-04
Filing date: 1984-01-13
Publication date: 1984-09-06
Also published as: IT1178096B; GB2136719A; GB2136719B; FR2547523B1; JPS59140173U; SE8401183L; IT8447588A0; GB8400551D0; DE3401082C2; SE8401183D0; FR2547523A1; JPH0129012Y2; SE454963B; US4553948A

Description

Beschreibung:

Die Erfindung betr±fft~e±nen Druckluftdrehmomentschlüssel vom öldrucktyp, mit welchem sich ein stabilisiertes hohes ,Drehmoment erzeugen lassen soll, ohne ein starkes Ansteigen des Öldruckes in einem Impulsgenerator vom öldrucktyp durch die Erzeugung eines Impaktes bei Jeder Rotation einer Auskleidung unter Einsatz von zwei Flügeln.

Bei einem als Druckluftwerkzeug ausgebildeten Drehmomentschlüssel wird der Impakt erzeugt durch ein mechanisches Verfahren, das auf der Drehenergie eines Rotors beruht, wobei ein solcher Impakt in das gewünschte Drehmoment umgesetzt wird. Dementsprechend ist bei diesem System, bei welchem das Impakt drehmoment durch ein mechanisches Verfahren erzeugt wird, da das Drehmoment eines Impaktes groß ist, eine Unregelmäßigkeit bei deir Anschraubdrehmoment zu f erwarten, so daß daher ein entsprechendes Können erforderlich ist, um das Anschrauben mit einem gleichmäßigen Drehmoment « durchzuführen, während andererseits das Aufschlaggeräiisch groß ist, so daß dies zu einer Umweltbelastung aufgrund des hohen Geräuschpegels führen kann. Außerdem tritt aufgrund des Geräusches und der Vibration,die durch das Aufschlagen entstehen, eine physische und geistige Ermüdung der Bedienungsperson auf und es besteht ein erhöhtes Risiko, daß sie vom Steinbrockensyndrom oder vom' Raynauds-Phänomen angegriffen werden. In der Tat ist dies inzwischen Gegenstand öffentlicher Diskussion.

Unter diesen Umständen besteht ein Bedürfnis für einen Drehmomentschlüssel, bei welchem das Drehmoment durch einen Impuls erzeugt wird, wobei Geräusch und Vibration vermieden wird durch den Einsatz von Öldruck. Ein derartiger Drehmomentschlüssel erzeugt ein konstantes Drehmoment und besitzt Vorteile im Hinblick auf die Stabilisierung des Anziehdrehmomentes, während Geräusch und Vibration wesentlich herabge-

setzt werden, infolge des Öldruckimpulses anstelle des Impaktes durch ein mechanisches Verfahren. Duller sind .Drehmomentschlüssel dieses Typs in großem Rahmen angenommen worden. Ein Drehmomentschlüssel dieses Typs besitzt einen Öldruckimpulsdrehmomentgenerator mit einem oder mehreren Flügeln, beispielsweise vier Flügeln, die an der Hauptwelle angeordnet sind,' ist in der US-PS 3,263,44-9 (2. August 1966) beschrieben. Wenn nur ein einziger Flügel eingesetzt wird, erhöht sich der Druck des Impulsdrehmomentgenerators, so _x daß eine genau ausgebildete und stärkere Dichtung erforderlich ist. Außerdem wird der Flügel nur auf einer Seite in der Umfangsrichtung der Hauptwelle mit Druck belastet, und die- sich ergebende Neigung der Hauptwelle führt zu Nachteilen, wie einem Ausgangsverlust, Unregelmäßigkeiten des Drehmomentes, Verklemmen von Maschinenteilen usw. Im Falle des letztgenannten Einsatzes von vier Flügeln ist die Trägheit der Rotationsmasse der Auskleidung und des Auskleidungsgehäuses, da bei jeder Drehung der Auskleidung mindestens zwei Impulse erzeugt werden, kleiner und dementsprechend ist das Impulsdrehmoment geringer.

In Kenntnis dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der oben aufgezeigten Nachteile, einen Druckluftdrehmomentschlüssel vom öltyp derart auszugestalten, daß ein stabilisiertes Drehmoment erzeugt werden kann, ohne daß es dabei zur Geräuscherzeugung oder zur Bildung von Vibration kommt.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruchskennzeichen angegebenen Merkmale. Hinsichtlich weiterer wesentlicher Merkmale wird auf die weitere Beschreibung verwiesen.

Nach der Erfindung sind zwei Flügel an einer Hauptwelle innerhalb einer Auskleidung vorgesehen, wobei jedoch bei jeder Rotation der Auskleidung nur jweils ein Impuls erzeugt wird.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus-der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die—beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigt im einzelnen: ' -

Eig. 1 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform des Druckluftdrehmomentschlüsseis vom öltyp gemäß der Erfindung und

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Auskleidungsteil, wobei A, B, C und D erläuternde Darstellungen sind, die jeweils ein Stadium bei der Impulserzeugung wiedergeben.

In den Zeichnungen ist mit der Bezugsziffer 1.der Hauptkörper eines Druckluftdrehmomentschlüssels vom öltyp versehen, wobei ein Hauptventil 2 zur Zufuhr und zur Unter- f brechung eines Druckluftstromes vorgesehen ist, während ein Ventil 3 dazu dient, eine Vorwärtsdrehung oder eine Rück- * wärtsdrehung einzustellen. Außerdem ist ein Rotor 4 innerhalb des Hauptkörpers 1 vorgesehen, so daß die Druckluft von der genannten Ventilgruppe ein Rotationsdrehmoment erzeugt. Der Hauptkörper 1 umschließt einen Motoraufbau, wie er bei Druck-j luftwerkzeugen üblich ist.

Ein Impulsdrehmomentgenerator 5 vom Öldrucktyp, der das Rotationsdrehmoment des Rotors 4 in ein Impulsdrehmoment umsetzt, ist in einem Vordergehäuse 6 angeordnet, das am vorwärtigen Ende des Hauptkörpers 1 vorspringt.

Der Impulsdrehmomentgenerator 5 vom öldrucktyp besitzt eine Auskleidung 8, deren Innenaussparung exzentrisch zu einer Hauptwelle 7 innerhalb eines Auskleidungsgehäuses 12 ist, das drehbar um die Hauptwelle 7 gehalten ist. Hydrauliköl zur Erzeugung des Drehmomentes in der Auskleidung 8 füllt die Auskleidung 8 aus, die abgedichtet ist. Zwei einander

gegenüberliegende Nuten 7b, 7b sind auf einer Diametrallinie .ausgebildet, -die durch die Mitte de-r Hauptwelle 7 läuft. In diese Nuten 7b, 7b sind Flügel 9 eingesteckt, deren Dicke geringer ist als di-e—Breite der Nuten und die mittels einer Feder S in Richtung des äußeren Umfang'es der Hauptwelle gedrückt werden.- Dichtungsstellen 7a, 7a» die ein wenig aus der äußeren Oberfläche"der Hauptwelle 7 hervorragen, sind auf der äußeren Umfangsfläche zwischen den beiden Flügeln 9, 9 ausgebi±det^r Diese Dichtpunkte 7a, 7a sind in einer solchen Weise vorgesehen, daß sie um einige Grade von ■ einer axialen Linie a-a, die die gerade Linie, die die beiden Nuten 7b, 7b miteinander-verbindet, in einem rechten Winkel schneidet, versetzt sind. -

Die Auskleidung 8, in welcher die Hauptwelle 7, die die beiden Flügel 9, 9 in einer solchen Weise trägt, daß sie in einander entgegengesetzten Richtungen hervorragen, gehalten ist, bildet Auskleidungskammern mit der Querschnittsform einer Augenbraue, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Die Auskleidungsumfangsflächen dieser abgeschlossenen Teile springen in konischer Form von den inneren Umfangsflächen der anderen Teile derart vor, daß sie einen Dichtungspunkt 8a bilden. Beide Dichtungspunkte 8a, 8a sind in einer solchen Weise ausgebildet, daß die Mitte des Dichtpunktes um einige Grade exzentrisch in einer Richtung angeordnet ist, in bezug auf eine grade Linie, die die Auskleidung 8 durchläuft und auch in einer solchen Weise, daß, wenn sich die Auskleidung 8 um den äußeren Umfang der Hauptwelle, die sich in der Ausklei dungs kammer befindet dreht, der Dichtpunkt 8.a in Kontakt mit- dem Dichtpunkt 7a der Hauptwelle 7 steht, oder sich diesem nähert, wodurch die Auskleidungskammer in zwei. Teile .aufgeteilt wird, die hermetisch abgedichtet sind durch die beiden Dichtpunkte 7a· > 8a. In einer Zwischenposition der beiden einander gegenüberliegenden Dichtpunkte befindet sich

ein Dichtpunkt 8b in konischer Form, der zeitweilig die Aus-/kieidungskammer in zwei oder vier Kammern unterteilt durch den Kontakt mit dem äußeren Ende des Flügels 9· Diese beiden Dichtpunkte 8b, ~8b liegen einander gegenüber, wobei ihre Mitten mit einer geraden Linie zusammenfallen, die die Mitte der "Auskleidungskammer durchläuft. Ein Einsteckloch 10 für .ein Ausgangseinstellventil ist an einem der Dichtpunkte 8a der Auskleidung 8 vorgesehen, parallel zur Auskleidungskammer, d.h. parallel zur~WeIl"enmitte der Auskleidung 8. Im inneren Teil des Loches 10 sind öffnungen P., P~ vorgesehen, so daß •mindestens zwei Kammern, die durch den Dichtpunkt 8a der Hauptwelle 7 und die beiden Flügel geteilt werden, miteinander in Verbindung stehen.' Ein Ausgangseinstellventil paßt einstellbar in das Loch 10.

Bei dem Drehmomentschlüssel des Öldrucktyps mit dem oben beschriebenen Aufbau dreht sich der Rotor 4 mit einer hohen Geschwindigkeit, wenn Druckluft in den Rotorraum innerhalb des Hauptkörpers 1 eingeleitet wird, durch entsprechende Stellung des Hauptventils 2 und des Schaltventils 3- Die Rotationskraft des Rotors wird auf die Auskleidung 8 übertragen, die an einer Rotorachse vorgesehen ist. Die Auskleidung 8 ist drehbar an ihrem äußeren Umfang durch das Auskleidungsgehäuse 12 gehalten. .Eine obere Kappe 13 sowie eine untere Kappe 14 sind an beiden Endflächen des Auskleidungsgehäuses 12 vorgesehen, so daß das Hydrauliköl, nit welchem das Innere der Auskleidung ausgefüllt ist, hermetisch abgeschlossen ist.

Durch die Drehung der Auskleidung S ändert sich die Querschnittsform der Auskleidungskammer, wie dies durch die Fig. 2A - 2D gezeigt ist. Die Fig. 2A zeigt den Status, in welchem ein Impuls"an der HaiVptvelle 7 erzeugt wurde. Die Fig. 2B, C und D zeigen jeweils den Status, in welchem die Auskleidung 8 sich um 90° von der vorangehenden Po-

copy

sit ion- gedreht- hat. In Fig. 2A steht der Dichtpunkt 7 a <äer Hauptwelle 7 und der Flügel 9 -in Kontakt mit den Dicht-'pünkten 8a bzw. 8b der Auskleidung 8, wobei die Auskleidungskammer in—zwei- Kammern, eine rechte und eine linke, aufgeteilt ist, wobei die einander gegenüberliegenden Flügel 9, 9 hierzwischen angeordnet sind.., während die linke Kammer und die rechte Kammer außerdem vertikal in eine Hochdruckkammer JI und eine Niederdruckkammer L durch die Dichtpurikte 7a, 8a aufgeteilt-werd-en.-Somit wird die Hochdruckkammer \ H und die Niederdruckkammer L im wesentlichen auf beiden Seiten der Flügel ausgebildet. Bei der Drehung der Auskleidung 8 durch die Rotation des Rotors 4 mit den beiden Kammern, die durch die Dichtpunkte 7a der Hauptwelle 7 und die Dichtpunkte 8a auf der Auskleidungsseite abgeteilt sind, nimmt eine Hochdruckkammer.H hinsichtlich ihres Volumens ab, während jedoch eine Niederdruckkammer L eine Volumensvergrößerung erfährt, gerade vor dem Moment des Impulses, und, wenn die beiden Kammern mit den dazwischenliegenden Flügeln in den vollständig abgedichteten Zustand überführt werden, wird ein Hochdruck erzeugt an der Hochdruckkammer,und ein solcher Öldruck preßt augenblicklich die Seite des Flügels 9 zur Seite der Niederdruckkammer, worauf ein solcher Impuls auf die Hauptwelle 7 übertragen wird, an welcher die Flügel gehalten sind, so daß ein augenblickliches Drehmoment an der Hauptwelle 7 erzeugt wird, die hierdurch gedreht wird, um die erforderliche Arbeit durchzuführen. Nachdem das Drehmoment an der Hauptwelle 7 durch den Impuls an dem Flügel 9 erzeugt wurde, führt eine weitere Drehung der Auskleidung 8 um 90° zu einer Verbindung der Hochdruckkammer H und der Niederdruckkammer L, so daß diese zu einer Kammer werden. Dementsprechend wird die gesamte Auskleidungskammer in zwei Kammern gleichen Drucks unterteilt, und es wird kein Drehmoment an der Hauptwelle 7 erzeugt, während die Auskleidung durch die Rotation des Rotors 4- weitergedreht wird. Die 2C zeigt den Status, in welchem die Auskleidung um

v/eitere 90° gedreht ist, d. h. um 180° von der Zeit des Impulses. In 'diesem Status" "liegen die Dichtpunkte 8b, 8b der' Auskleidung 8 und die Dichtpunkte 7a, 7 a der Hauptwelle 7 um einige Grad exzentrisch zu einer geraden Linie a-a, die durch die Mitte verläuft und dementsprechend ergibt sich ein Spalt zwischen den Dichtpunkten 7a und 8a, und die Auskleidung skammer ist in zwei Kammern, eine rechte und eine linke," durch die Hauptwelle 7 und den oberen und unteren Flügel 9i 9 aufgeteilt, in anderen Worten, im gleichen Status als bei einer Drehung um 90 von der Zeit des Impulses in Fig. 2b. Zu dieser Zeit ergibt sich keine Druckänderung in der gesamten Kammer, und die Auskleidung 8 dreht sich frei Der Status, bei welchem eine weitere Drehung der Auskleidung 9 um 90° oder 270° von der Seite des Impulses durchgeführt wurde, ist im wesentlichen der gleiche wie der Status, in welchem die Auskleidung um 90° gedreht ist des Ausgangsregulierventils ist umgekehrt.

welchem die Auskleidung um 90° gedreht ist. Nur die Position

Wenn sich die Auskleidung 8 weiter dreht als die in der Fig. 2D dargestellte Position, wird die Auskleidungskammer, die *■ in zwei, dh. einen rechten und einen linken Teil aufgeteilt war, mit jeweils einem Flügel hierzwischen, nunmehr in vier Teile aufgeteilt, durch die Flügel und die Dichtpunkte 8b auf der Auskleidungsseite und außerdem durch den Kontakt der beiden Dichtpunkte 7a, 8a auf der Auskleidungsseite, nämlich in zwei Hochdruckkammern und zwei Niederdruckkammern mit jeweils einem Flügel hierzwischen. Somit wird die Druckdifferenz zwischen den beiden gebildet, wodurch ein Impuls erzeugt wird, wie dies oben erwähnt wurde, wobei bei jeder Drehung der Auskleidung 8 ein starker Impuls erzeugt wird. Der Impuls kann eingestellt werden durch das Ausgangsregulierventil 11. Diese Einstellung kann nach herkömmlichen Verfahren durchgeführt werden, so daß an dieser Stelle eine ausführliche Erläuterung überflüssig erscheint.

copy

Gemäß-der Erfindung ist eine Hauptwelle 7 in einen Hauptkörper 1 eingepaßt, und es werden mindestens· vier .Dichtpunkte an der augenbrauenförmigen inneren Utfifangöfläche der Auskleidung gebildet, die durch einen Rotor 4- gedreht wird, wobei die Mitten zweier einander gegenüberliegender Dichtpunkte um einige.Grad exzentrisch angeordnet sind zu einer Linie, die durch die Mitte--der Kammer verläuft, wodurch" ein Impuls erzeugt wird bei jeder Rotation der Auskleidung 8. Alle Teile sowohl der Hauptwelle 7 als auch der Auskleidung 8 sind im wesentlichen symmetrisch, so daß eine gute Gleichgewichtsverteilung besteht. Da der Anstieg des Innendrucks in dem Auskleidungsgehause 12 als Kraftpaar auf die beiden Flügel wirkt, erhält man einen guten Wirkungsgrad und einen starken Impuls. Da im Falle eines einzigen Flügels das Drehmoment nur auf einer Seite in Umfangsrichtung der Welle 7 wirkt, führt diese einseitig wirkende Kraft zu einer Be-. lastung der Kugellager und zu einem Verlust an Drehenergie, während jedoch im Fall der beiden Flügel sich ein derartiger Nachteilnicht ergibt. Darüber hinaus kann eine gute Abdichtung erzielt werden, und der Wirkungsgrad beim inneren Druckanstieg wird verbessert.

Bei herkömmlichen Druckluftdrehmomentschlüsseln vom öldrucktyp ergibt sich ein niedriger Ausgang, bezogen auf das Gewicht, verglichen mit dem Impaktschlüssel, weshalb ein hoher Ausgang pro Gewicht angestrebt wird. Der Druckluftdrehmomentschlüssel vom öldrucktyp mit zwei Flügeln und einem Impuls pro Umdrehung, gemäß der Erfindung, hat den gleichen Vorteil wie herkömmliche Schlüssel mit einem Flügel undjeinem Impuls pro Umdrehung,und darüber hinaus ist der Ausgang pro Gewicht nahezu doppelt so hoch wie bei denjenigen des herkömmlichen Typs. Dementsprechend ist der Ausgang pro Gewicht nahezu der gleiche wie bei-Impaktschlüsseln, d.h., man verliert das Gefühl des erhöhten Gewichts, gemessen an dem Ausgang, in anderen Worten, das Gesamtgewicht kann . _v.

JT

niedrig gehalten werden. Zusätzlich zu den oben herausgestellten Vorteilen ergibt sich" ein weiterer dahingehend, daß die gut ausbalancierten Flügel die Lebensdauer erhöhen und ein geringers Geräusch sowie eine geringer:· Vibration erzeugt wird.

copy

Claims

11-go, 2-ban, Minami 1-chome,

Fukae, Higashinari-ku,

Japan ,'ii\X d-^iSä

12. Januar 1984

Druckluftdrehmomentschlüssel vom Öldrucktyp

Pat entanspruch:

Druckluftdrehinonient schlüssel vom öldrucktyp, gekennzeichnet durch eine Hauptwelle "(7), eine durch einen Rotor (4-) in Rotation versetzbare Auskleidung (8) mit mindestens vier Dichtungsstellen (8a, 8b), die auf der Innenseite der Auskleidung (8) ausgebildet sind, wobei die Zentren jeweils zwei einander gegenüberliegender Dichtpunkte (8a bzw. 8b) um einige Grad exzentrisch zu einer geraden Linie durch die Witte einer

Copy

■\ —

• Auskleidungskannner ausgebildet sind, sowie zwei Flügel'(9), die radial verschiebbar an der Hauptwelle (7) gehalten sind, wobei über jede durch den Rotor (4-) bewirkte Drehung der Auskleidung (8) ein Impuls erzeugbar ist.