DE3780410T2

DE3780410T2 - Hydraulischer drehmoment-impuls-erzeuger.

Info

Publication number: DE3780410T2
Application number: DE8787850296T
Authority: DE
Inventors: Knut Christian Schoeps
Original assignee: Atlas Copco AB
Current assignee: Atlas Copco AB
Priority date: 1986-10-03
Filing date: 1987-10-02
Publication date: 1993-03-04
Anticipated expiration: 2007-10-03
Also published as: JPS63185583A; SE8604208D0; SE451437B; EP0267169B1; JP2563377B2; DE3780410D1; EP0267169A3; EP0267169A2; US4767379A

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Drehmoment-Impuls- Erzeuger mit einem mit einem Drehantriebsmotor verbundenen Antriebsglied, einer teilweise durch eine unrunde Umfangswand begrenzten zylindrischen Fluidkammer in dem Antriebsglied, einer koaxial zum Antriebsglied drehbar gelagerten Abtriebswelle mit einem sich in die Fluidkammer erstreckenden hinteren Teil, der einen oder mehrere radiale Schlitze aufweist, in denen jeweils ein radial bewegliches Dichtungselement sitzt, das mit Dichtungsstegen an der Fluidkammerwand dichtend zusammenwirkt, siehe Anspruch 1, wodurch die Fluidkammer während kurzer Intervalle der Relativdrehung zwischen dem Antriebsglied und der Abtriebswelle in eine oder mehrere Hochdruckzellen und eine oder mehrere Niederdruckzellen unterteilt ist.
In den US-Patenten 3,214,941, 3,263,449 und dem US-Patent 4,553,948, welches der GB-A-2136719 entspricht, sind hydraulische Impulserzeuger mit einer verschiedenen Anzahl von Dichtungselementen gezeigt und beschrieben, die radial beweglich in Schlitzen im hinteren Wellenteil gehalten sind, so daß sie während der Relativdrehung zwischen dem Antriebsglied und der Abtriebswelle ständig in Berührung mit der Fluidkammerwand bleiben. Um einen guten Dichtungskontakt zwischen den beweglichen Dichtungselementen und der Fluidkammerwand zu gewährleisten, sind Federn eingesetzt, die eine radial gerichtete Vorbelastung auf die Dichtungselemente ausüben. Dies bedeutet, daß immer ein Kontaktdruck zwischen den Dichtungselementen und der Fluidkammerwand vorhanden ist, auch dann, wenn kein dichtendes Zusammenwirken zwischen den Dichtungselementen und der Fluidkammerwand erforderlich ist. Dementsprechend ist bei den vorstehenden beschriebenen bekannten Impulserzeuger ein Problem der mechanische Verschleiß der Dichtungselemente bei ihrer Berührung mit der Fluidkammerwand.
Die hauptsächliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den mechanischen Verschleiß der Dichtungselemente wesentlich zu verringern. Dies wird durch die im Patentanspruch 1 definierte Erfindung erreicht.
Bei dem in der GB-A-2136719 gezeigten Werkzeug treffen sich die radialen Schlitze in der Mitte des hinteren Wellenteils, während erfindungsgemäß die radialen Schlitze in eine koaxial im hinteren Wellenteil ausgebildete Bohrung münden, worin ein Nockenelement drehbar ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend im Einzelnen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungsfiguren beschrieben.
In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Impulserzeuger;
Fig. 2 einen Querschnitt nach Schnittlinie II-II in Fig. 1.
Der in der Zeichnung gezeigte Drehmomentimpulserzeuger hat ein Antriebsglied 10, welches eine zylindrische Fluidkammer 11 begrenzt, und eine Abtriebswelle 12. Die letztere ist mit einem hinteren, Impulse empfangenden Teil 13 ausgebildet, welcher eine koaxiale Bohrung 14 hat und sich in die Fluidkammer 11 erstreckt. Das Antriebsglied 10 ist mit einem Zylinder 15 versehen, der an seinem vorderen Ende eine Querwand 16 hat. Die letztere weist eine zentrale Öffnung 17 auf, durch welche sich die Abtriebswelle 12 erstreckt. Der Zylinder 15 ist mit einer inneren Schulter 18 ausgebildet, gegen welche ein Ringelement 19 und die hintere Endwand 20 des Antriebsglieds 10 mittels einer Mutter 21 festgeklemmt werden, welche in ein Innengewinde 22 im Zylinder 15 eingreift. Die hintere Endwand 20 ist mit einem zentralen Sockelteil 24 ausgebildet, durch welchen das Antriebsglied 10 mit der Abtriebswelle eines Drehantriebsmotors zu verbinden ist. Außerdem hat die hintere Endwand 20 einen nach vorn ragenden Zapfen 25, der sich in die Bohrung 14 im hinteren Endteil 13 der Abtriebswelle 12 erstreckt. Auf dem Zapfen 25 sitzt fest verbunden ein Nockenelement 26, welches so angeordnet ist, daß es auf zwei Dichtungsrollen 27, 28 einwirkt, die radial verschieblich in diametral gegenüberliegenden Schlitzen 29, 30 im Wellenteil 13 geführt sind. Die Schlitze 29, 30 sind zu der koaxialen Bohrung 14 hin offen.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, hat die Fluidkammer 11 des Antriebsglieds 10 eine Umfangswand 23 mit veränderlichem Radius. In der Fluidkammer 11 gibt es zwei diametral gegenüberliegende Dichtungsstege 32, 33 zum dichtenden Zusammenwirken mit den Dichtungsrollen 27, 28 und zwei diametral gegenüberliegende Dichtungsrippen 34, 35, die einen Winkelabstand von 90º von den Dichtungsstegen 32, 33 haben. Die Dichtungsrippen 34, 35 sind vorgesehen, um mit zwei diametral gegenüberliegenden Dichtungsrippen 36, 37 am hinteren Wellenteil 13 zusammenzuwirken.
Infolge der Tatsache, daß die Dichtungsrippen 34-37 und Dichtungsstege 32, 33 des Antriebsglieds 10 und der Abtriebsspindel 12 symmetrisch angeordnet sind, wird sich ein dichtender Eingriff zwischen dem Antriebsglied 10 und der Abtriebsspindel 12 einmal bei jeder halben Relativdrehung zwischen diesen Teilen ergeben. Solch eine Dichtungsstellung ist in Fig. 2 gezeigt. Während der Drehung des Antriebsglieds 10 in der durch den Pfeil in Fig. 2 angegebenen Richtung sind zwei Hochdruckzellen H.P. der Fluidkammer 11 und zwei Niederdruckzellen L.P. eingeschlossen. Die in den Hochdruckzellen H.P. erzeugten Druckspitzen bewirken tangentiale Kräfte auf die Dichtungsrollen 27, 28, um dadurch einen Drehmomentimpuls in der Abtriebswelle 12 zu erzielen.
Das Nockenelement 26 bewirkt eine Bewegung der Dichtungsrollen 27, 28 nach außen gegen die Fluidkammerwand 23. Es ist jedoch nicht so ausgelegt, daß es einen Kontaktdruck zwischen den Dichtungsrollen 27, 28 und der Fluidkammerwand 23 hervorruft. Es wird immer ein schmaler Spalt zwischen dem Nockenelement 26 und den Rollen 27, 28 oder zwischen den Rollen und der Fluidkammerwand übrig bleiben. Ein Dichtungskontakt zwischen den Rollen 27, 28 und den Stegen 32, 33 wird durch den Druck der Hydraulikflüssigkeit erhalten, der unter den Rollen 27, 28 wirksam ist. Die letzteren werden in den radialen Schlitzen 29, 30 im Wellenteil 13 mit einem Spiel geführt, was bedeutet, daß Fluid von den Hochdruckzellen H.P. die Schlitze erreicht und die Rollen 27, 28 eine erwünschte dichtende Berührungsstellung mit den Stegen 32, 33 einnehmen läßt.
Durch Verwendung eines Nockenelements zur Bewegung der Dichtungselemente nach außen in ihre Dichtungsstellungen ist es möglich, die mit den bekannten Konstruktionen, bei denen Federn benutzt werden, verbundenen Probleme zu vermeiden. Federn sind nicht nur einer Ermüdungsbeanspruch ausgesetzt, die einen Einfluß auf ihre Lebensdauer hat, sondern sie verursachen auch einen Reibungsverschleiß der Dichtungselemente.
Obgleich die Erfindung am Beispiel eines Impulserzeugers mit rollenförmigen Dichtungselementen beschrieben worden ist, ist sie nicht auf diese spezielle Ausführungsform beschränkt.
Demnach wird auch ein Impulserzeuger mit Flügeln als Dichtungselementen ebenso von der Erfindung umfaßt.

Claims

1. Hydraulischer Drehmoment-Impuls-Erzeuger mit einem mit einem Drehantriebsmotor verbundenen Antriebsglied (10), einer teilweise durch eine unrunde Umfangswand (23) begrenzten zylindrischen Fluidkammer (11) in dem Antriebsglied (10), einer koaxial zum Antriebsglied (10) drehbar gelagerten Abtriebswelle (12) mit einem sich in die Fluidkammer (11) erstreckenden hinteren Teil (13), der einen oder mehrere radiale Schlitze (29, 30) aufweist, in denen jeweils ein radial bewegliches Dichtungselement (27, 28) sitzt, das mit Dichtungsstegen (32, 33) an der Fluidkammerwand (23) dichtend zusammenwirkt, und einer oder mehreren Dichtungsrippen (36, 37) auf dem hinteren Abtriebswellenteil (13), die mit Dichtungsrippen (34, 35) an der Fluidkammerwand (23) dichtend zusammenwirken, wodurch die Fluidkammer (11) während kurzer Intervalle der Relativdrehung zwischen dem Antriebsglied und der Abtriebswelle (12) in eine oder mehrere Hochdruckzellen (H.P.) und eine oder mehrere Niederdruckzellen (L.P.) unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Abtriebswellenteil (13) eine koaxiale Bohrung (14) aufweist, in welche die radialen Schlitze (29, 30) einmünden und in welcher ein drehfest mit dem Antriebsglied (10) verbundenes Nockenelement (26) drehbar gelagert ist, das an den Dichtungselementen (27, 28) angreift, um diese während der Drehung des Antriebsglieds (10) relativ zur Abtriebswelle (12) gegen die Fluidkammerwand (23) zu bewegen.

2. Impuls-Erzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Nockenelement (26) an einem zentralen Zapfen (25) am Antriebsglied (10) befestigt ist, der sich in die Bohrung (14) erstreckt.

3. Impuls-Erzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei radiale Schlitze (29, 30) vorhanden sind und diese diametral gegenüberliegend angeordnet sind.

4. Impuls-Erzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Dichtungselement (27, 28) eine zylindrische Rolle aufweist.