DE3872759T2

DE3872759T2 - Hydraulischer drehmomentimpuls-erzeuger.

Info

Publication number: DE3872759T2
Application number: DE8888850154T
Authority: DE
Inventors: Knut Christian Schoeps
Original assignee: Atlas Copco AB
Current assignee: Atlas Copco AB
Priority date: 1987-05-08
Filing date: 1988-05-06
Publication date: 1993-03-04
Anticipated expiration: 2008-05-07
Also published as: EP0290411A3; EP0290411B1; DE3872759D1; SE467487B; JPS6445582A; SE8701912L; SE8701912D0; EP0290411A2; JP2824061B2; US4884995A

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Drehmomentimpuls- Erzeuger, der hauptsächlich für ein motorisch angetriebenes Werkzeug zum Festziehen von Schraubenverbindungen bestimmt ist.
Insbesondere betrifft die Erfindung einen hydraulischen Drehmomentimpuls-Erzeuger, enthaltend ein mit einem Drehantriebsmotor verbundenes Antriebsglied mit einer teilweise durch eine Umfangswand begrenzten, zylindrischen Fluidkammer, eine koaxial zum Antriebsglied drehbar gelagerte Abtriebswelle mit einem sich in die Fluidkammer erstreckenden hinteren Teil, der zwei radiale Schlitze aufweist, in denen jeweils ein radial bewegliches Dichtungselement sitzt, das mit Dichtungsstegen an der Fluidkammerwand dichtend zusammenwirkt, sowie erste Dichtungsrippen auf dem hinteren Abtriebswellenteil, die mit zweiten Dichtungsrippen an der Fluidkammerwand dichtend zusammenwirken, wodurch die Fluidkammer während kurzer Intervalle der Relativdrehung zwischen dem Antriebsglied und der Abtriebswelle in zwei Hochdruckzellen und zwei Niederdruckzellen unterteilt wird.
Ein derartiges motorisch betriebenes Werkzeug ist in der GB- A-2 136 719 beschrieben. Bei diesem bekannten Werkzeug sind die ersten und zweiten Dichtungsrippen an der Welle bzw. an der Fluidkammerwand asymmetrisch, so daß es nur einmal bei jeder vollen Umdrehung zwischen der Welle und dem Abtriebsglied zum dichtenden Zusammenwirken und der Erzeugung eines Impulses kommt. Das Werkzeug enthält außerdem Federn, um die beweglichen Dichtungselemente gegen die Fluidkammerwand zu drücken. Diese Federvorbelastung erzeugt einen unerwünschten Reibverschleiß der Dichtungselemente.
Mit Bezug auf die bekannte Vorrichtung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine kompakte Werkzeugkonstruktion zu schaffen, durch welche bei jeder Relativdrehung zwischen der Welle und dem Antriebsglied nur ein Impuls erzeugt und der Reibverschleiß der Dichtungselemente vermieden wird.
Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Impulserzeuger;
Fig. 2 einen Querschnitt nach Schnittlinie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 einen Querschnitt nach Schnittlinie III-III in Fig. 1.
Der in der Zeichnung dargestellte hydraulische Drehmoment im- Puls-Erzeuger hat ein Antriebsglied 10, zu dem ein schalenförmiger Hauptkörper 7 und ein hinterer Endverschluß 8 gehören, der mittels einer Ringmutter 9 fest mit dem Hauptkörper 7 verbunden ist. Der Endverschluß 8 ist mit einem sich nach hinten erstreckenden Wellenstumpf 11 zur Verbindung des Antriebsgliedes 10 mit einem Drehantriebsmotor ausgebildet.
Das Antriebsglied 10 umfaßt eine zylindrische Fluidkammer 12, welche teilweise durch eine Umfangswand 14 begrenzt ist. Eine Abtriebswelle 13, die koaxial zum Antriebsglied 10 gelagert ist, hat einen hinteren Teil 15, der sich durch eine vordere Öffnung 16 der Fluidkammer 12 in diese erstreckt. An ihrem vorderen Ende hat die Abtriebswelle 13 einen Vierkantteil 17 zur Verbindung mit einem Schraubenschlüssel.
Der hintere Wellenteil 15 ist mit zwei entgegengesetzt gerichteten radialen Schlitzen 18, 19 versehen, in welchen radial bewegliche Flügel 21, 22 aufgenommen sind. Die Flügel 21, 22 wirken dichtend mit zwei gegenüberliegend angeordneten Dichtungsstegen 23, 24 an der Fluidkammerwand 14 zusammen. Diese Stege 23, 24 erstrecken sich parallel zur Drehachse des Antriebsgliedes 10.
Der hintere Teil 15 der Abtriebswelle 13 ist mit einem ersten Paar diametral gegenüberliegender Dichtungsrippen 25, 26 ausgebildet, die mit einem zweiten Paar diametral gegenüberliegender, an der Fluidkammerwand 14 angeformter Dichtungsrippen 28, 29 dichtend zusammenwirken. Das erste Paar Dichtungsrippen 25, 26 ebenso wie das zweite Paar Dichtungsrippen 28, 29 erstreckt sich parallel zur gemeinsamen Drehachse des Antriebsgliedes 10 und der Abtriebswelle 13.
Die oben beschriebenen Flügel 21, 22, Dichtungsstege 23, 24 ersten Rippen 25, 26 und zweiten Rippen 28, 29 wirken zweimal während jeder vollen Relativdrehung zwischen dem Antriebsglied 10 und der Abtriebswelle 13 zusammen, wodurch die Fluidkammer 12 in zwei Hochdruckzellen H.P. und zwei Niederdruckzellen L.P. unterteilt wird.
Die Flügel 21, 22 sind T-förmig und erstrecken sich mit ihren mittleren Bereichen 31, 32 durch Öffnungen 33, 34 im Wellenteil 15. Letzterer ist mit einer zentralen koaxialen Bohrung 35 versehen, in welche die Öffnungen 33, 34 münden. Eine Ventilspindel 39 ist in der Bohrung 35 drehbar gelagert und an ihrem hinteren Ende undrehbar mit dem Antriebsglied 10 verbunden. Das die Ventilspindel 39 mit dem Antriebsglied 10 verbindende Kupplungsglied ist vorzugsweise so gestaltet, daß es bis zu einem bestimmten Grad radiale Freiheit läßt, damit vorhandene radiale Fehlausrichtungen zwischen den Drehachsen der Ventilspindel 39 und des Antriebsgliedes 10 aufgenommen werden können. Die Verbindung der Spindel 39 bildet für sich allein keinen Teil der Erfindung und ist deshalb nicht im Einzelnen dargestellt.
Die Ventilspindel 39 ist außerdem mit einem Nockenteil 40 ausgebildet, welcher an den Flügelbereichen 31, 32 angreift und durch welchen die Flügel 21, 22 formschlüssig zur Fluidkammerwand 14 hin zu drängen sind.
Die Ventilspindel 39 weist auch zwei Durchlässe bildende Nuten 42, 43 auf, die zu beiden Seiten des Nockenteils 40 angeordnet sind und nach diametral entgegengesetzten Richtungen weisen. Einmal während jeder vollständigen Relativdrehung zwischen dem Antriebsglied 10 und der Abtriebswelle 13 bilden diese Nuten 42, 43 zusammen mit radialen Kanälen 44, 45 bzw. 46, 47 im hinteren Wellenteil 15 Bypass-Verbindungen. Die letzteren erstrecken sich zwischen der Bohrung 35 und der Fluidkammer 12 und münden in die letztere zu beiden Seiten des ersten Paares Dichtungsrippen 25, 26. Die Kanäle 44, 45 bilden ein Paar und sind vor dem Nockenteil 40 angeordnet, während die anderen Kanäle 46, 47 ein anderes Paar bilden und hinter dem Nockenteil 40 angeordnet sind.
Während des Betriebes erfolgt der Drehantrieb des Antriebsgliedes 10 über den Wellenstumpf 11, während die Abtriebswelle 13 mit einer festzuziehenden Schraubenverbindung verbunden ist. Wegen des in der Schraubenverbindung entwickelten und auf die Abtriebswelle 13 übertragenen Drehwiderstandes kommt es zu einer Relativdrehung zwischen dem Antriebsglied 10 und der letzteren. Die Flügel 21, 22 werden durch die Wirkung des Nockenteiles 40 in ständiger Berührung mit der Fluidkammerwand 14 gehalten, und einmal während jeder halben Umdrehung des Antriebsgliedes 10 relativ zur Abtriebswelle 13 wirken einerseits die Flügel 21, 22 mit den Stegen 23, 24 und andererseits die Rippen 25, 26 mit den Fluidkammerrippen 28, 29 dichtend zusammen. Dadurch wird die Fluidkammer 12 in zwei Hochdruckzellen H.P. und zwei Niederdruckzellen L.P. unterteilt. Die Druckdifferenz zwischen den Hochdruckzellen und den Niederdruckzellen erzeugt einen Drehmomentimpuls in der Abtriebswelle 13.
Wegen der Wechselwirkung der Kanäle 44-47 und der Durchlässe bildenden Nuten 42, 43 auf die Ventilspindel 39 wird jedoch in einer der beiden Dichtungsstellungen während jeder Umdrehung des Antriebsgliedes 10 eine Kurzschlußverbindung zwischen den Hoch- und Niederdruckzellen hergestellt. Dieser Bypass-Zustand ist in Fig. 2 und 3 gezeigt. Dies bedeutet, daß nur ein Drehmomentimpuls während jeder vollen Umdrehung des Antriebsgliedes 10 relativ zur Abtriebswelle 13 erzeugt wird, und daß wegen eines langen Beschleunigungsweges des Antriebsgliedes 10 ein kräftiger Drehmomentimpuls erzeugt wird.

Claims

1. Hydraulischer Drehmomentimpuls-Erzeuger, enthaltend ein mit einem Drehantriebsmotor verbundenes Antriebsglied (10) mit einer teilweise durch eine Umfangswand (14) begrenzten, zylindrischen Fluidkammer (12), eine koaxial zum Antriebsglied (10) drehbar gelagerte Abtriebswelle (13) mit einem sich in die Fluidkammer (12) erstreckenden hinteren Teil (15), der zwei radiale Schlitze (18, 19) aufweist, in denen jeweils ein radial bewegliches Dichtungselement (21, 22) sitzt, das mit Dichtungsstegen (23, 24) an der Fluidkammerwand (14) dichtend zusammenwirkt, sowie erste Dichtungsrippen (25, 26) auf dem hinteren Abtriebswellenteil (15), die mit zweiten Dichtungsrippen (28, 29) an der Fluidkammerwand (14) dichtend Zusammenwirken, wodurch die Fluidkammer (12) während kurzer Intervalle der Relativdrehung zwischen dem Antriebsglied (10) und der Abtriebswelle (13) in zwei Hochdruckzellen (H.P.) und zwei Niederdruckzellen (L.P.) unterteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Abtriebswellenteil (15) eine koaxiale Bohrung (35) und zwei oder mehr radiale Kanäle (44-47) aufweist, welche die Bohrung (35) auf beiden Seiten der ersten Dichtungsrippen (25, 26) mit der Fluidkammer (12) verbinden, daß eine drehfest mit dem Antriebsglied (10) verbundene Ventilspindel (39) drehbar in der Bohrung (35) gelagert ist und Durchlässe (42, 43) zur Verbindung der radialen Kanäle (44-47) aufweist, wodurch die Hochdruckzellen und die Niederdruckzellen während jeder Umdrehung des Antriebsglieds relativ zur Abtriebswelle in allen Dichtungsstellungen, außer einer, kurzgeschlossen werden, daß der hintere Abtriebswellenteil (15) Öffnungen (33, 34) aufweist, durch welche sich wenigstens ein Teil (31, 32) jedes Dichtungselements (21, 22) erstreckt, und daß die Ventilspindel (39) mit einem Nockenglied (40) versehen ist, das an diesem Teil (31, 32) jedes Dichtungselements (21, 22) angreift, um die Dichtungselemente in Anlage gegen die Fluidkammerwand (14) zu drücken.

2. Impulsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vier radiale Kanäle (44-47) vorhanden und in zwei Paaren mit axialem Abstand voneinander angeordnet sind, die Ventilspindel (39) mit axialem Zwischenabstand zwei mit den radialen Kanälen (44-47) zusammenwirkende Durchlässe (42, 43) aufweist, und sich das Nockenglied (40) zwischen den beiden Durchlässen (42, 43) befindet.

3. Impulsgenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (33, 34) im hinteren Abtriebswellenteil (15) zwischen den Paaren von Kanälen (44-47) angeordnet sind und die Dichtungselemente (21, 22) T-förmige Flügel aufweisen, deren mittlere Teile (31, 32) sich durch die Öffnungen (33, 34) erstrecken, um am Nockenglied (40) anzugreifen.

4. Impulsgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Nockenglied (40) einstückig mit der Ventilspindel (39) ausgebildet ist.