DE60014244T2

DE60014244T2 - Kontinuierlicher druckmittelbetriebener Schraubenschlüssel

Info

Publication number: DE60014244T2
Application number: DE60014244T
Authority: DE
Inventors: John K. Saddle River Junkers
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-06-25
Filing date: 2000-06-23
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2020-06-24
Also published as: TW487616B; ZA200001803B; KR20010049459A; PT1063059E; CN1287043A; BR0004458B1; BR0004458A; JP2001038644A; KR100369962B1; MXPA00006336A; ES2226723T3; CN1098748C; EP1063059A2; EP1063059B1; DE60014244D1; AU739540B2; DK1063059T3; EP1063059A3; SI1063059T1; JP3696054B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft sich kontinuierlich drehende druckmittelbetriebene Schraubenschlüssel.
Sich kontinuierlich drehende druckmittelbetriebene Schraubenschlüssel sind aus dem Stand der Technik bekannt, wie zum Beispiel in der US-A-4,409,865 und US-A-4,644,829 offenbart. Obgleich die sich kontinuierlich drehenden druckmittelbetriebenen Schraubenschlüssel zufrieden stellend gewesen sind, mussten unter Berücksichtigung der Tatsache, dass diese Werkzeuge für Drehmomente über 678 Nm (500 ft. lbs), wobei das größte 108.480 Nm (80.000 ft.lbs) übertrifft, verwendet werden, mehrere neue und wichtige Verbesserungen durchgeführt werden.
Darüber hinaus muss das Werkzeug so verbessert werden, dass es in Verbindung mit der dreiteiligen Mutter funktioniert, die eine eigene Erfindung darstellt und auch in der US-A-5,318,397 offenbart wird. Die Mutter enthält eine innere Hülse, eine äußere Hülse und eine Unterlegscheibe, die nicht drehbar, aber axial beweglich mit der inneren Hülse verbunden ist. Da sich die Aktions- und Reaktionskräfte dieser Mutter von den Aktions- und Reaktionskräften einer standardmäßigen Mutter unterscheiden, ist es wichtig, solch einen druckmittelbetriebenen Schraubenschlüssel zu entwerfen, der mit standardmäßigen Muttern und mit der oben erwähnten neuen Mutter verwendet werden kann. Insbesondere soll das Werkzeug dann mit standardmäßigen Muttern verwendet werden, wenn der Reaktionsarm auf der gleichen Seite, aber außerhalb des mit der zu drehenden Mutter verbundenen Antriebs angeschlossen ist, sowie mit der oben beschriebenen neuen Mutter, wenn sich der mit der inneren Hülse verbundene, Reaktionsantrieb innerhalb des mit der zu drehenden äußeren Hülse verbundenen Antriebs befindet. Mit anderen Worten, es wird erwartet, dass ein moderner sich kontinuierlich drehender druckmittelbetriebener Schraubenschlüssel sowohl für standardmäßige Anwendungen mit standardmäßigen Muttern als auch für Anwendungen mit der vom vorliegenden Erfinder erfundenen neuen Mutter verwendbar sein sollte.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Demgemäß besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines sich kontinuierlich drehenden druckmittelbetriebenen Schraubenschlüssels, der sowohl mit standardmäßigen Muttern als auch mit den vom vorliegenden Erfinder erfundenen neuen Muttern, die die äußere und die innere Hülse und die Unterlegscheibe enthalten, verwendet werden kann.
Des Weiteren besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines sich kontinuierlich drehender, mit Hydraulikfluid betriebenen Schraubenschlüssels, der gewährleistet, dass die Sperrklinken formschlüssig mit dem entsprechenden Klinkenzahn in Eingriff gelangen, ohne über den Klinkenzahn zu rutschen, wodurch das obere Ende des Zahns abbricht und es zu einer Fehlfunktion kommt.
Darüber hinaus besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines sich. kontinuierlich drehenden druckmittelbetriebenen Schraubenschlüssels, der von der Mutter abgehoben werden kann, wenn die Schraubentorsion und die Biegung der Werkzeugteile die in Eingriff stehende Sperrklinke während ihres Rückholprozesses gegen den Klinkenzahn verriegeln, wobei eine Ausrückvorrichtung verwendet wird, die es gestattet, dass der Werkzeugbediener eine der Antriebssperrklinken ausrückt, so dass sich das Klinkenrad etwas nach hinten drehen und die aufgebaute Torsinn und die Biegung in den Werkzeugteilen entlasten kann, um das Werkzeug aus dem Werkstück freizugeben.
Des Weiteren besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der Schaffung eines kontinuierlichen zyklischen Durchlaufens und somit eines kontinuierlichen Drehens des Klinkenrads, ohne dass das Ventil an der Pumpe manuell von Vorwärts- auf Rückwärtshub geschaltet werden muss.
Schließlich besteht ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung in der Verringerung des üblichen eingebauten Überhubs, wenn das Werkzeug mit einem geringen Drehmoment arbeitet. In Abhängigkeit von dem Sperrklinkenmechanismus beträgt der Überhub in einigen Fällen 50% oder mehr, und es muss gewährleistet werden, dass der Sperrklinkenmechanismus selbst bei hohem Drehmoment und somit starker Biegung der Antriebsteile nicht versagt. Bei einem geringen Drehmoment biegen sieh die Antriebsteile nicht, so dass ein Hub von 50% oder mehr unproduktiv ist.
Die vorliegende Erfindung stellt einen druckmittelbetriebenen Schraubenschlüssel nach Anspruch 1 bereit. Bevorzugte oder optionale Merkmale des Schraubenschlüssels werden in den Ansprüchen 2 bis 9 definiert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung rein beispielhaft ausführlich beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird; darin zeigen:
1 eine Ansicht, die einen sich kontinuierlich drehenden druckmittelbetriebenen Schraubenschlüssel zeigt, der im Stand der Technik bekannt ist;
2A und 2B eine Seitenansicht und eine Endansicht, die den sich kontinuierlich drehenden druckmittelbetriebenen Schraubenschlüssel darstellen, der mit einem neuen erfindungsgemäßen Mechanismus gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist;
3A und 3B eine Seitenansicht und eine Endansicht, die einen Sperrklinkenmechanismus des erfindungsgemäßen sich kontinuierlich drehenden druckmittelbetriebenen Schraubenschlüssels gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen;
4 eine Ansicht, die den Sperrklinkenmechanismus des erfindungsgemäßen kontinuierlich druckmittelbetriebenen Schraubenschlüssels gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
5 eine Ansicht, die den Sperrklinkenmechanismus des kontinuierlich druckmittelbetriebenen Schraubenschlüssels gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; und
6 eine Ansicht, die den sich kontinuierlich drehenden druckmittelbetriebenen Schraubenschlüssel nach 5 mit einer Hydraulikpumpe darstellt.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Wie in 1 gezeigt, weist ein sich kontinuierlich drehender druckmittelbetriebener Schraubenschlüssel ein Gehäuse auf, das mit der Bezugszahl 1 bezeichnet wird und einen ersten Gehäuseteil 2 und einen zweiten Gehäuseteil 3 enthält. Der erste Gehäuseteil 2 nimmt die druckmittelbetriebenen Antriebsmittel auf, die einen eine Arbeitskammer bildenden Zylinder 4, einen im Zylinder hin- und herbewegbaren Kolben 5 und eine Kolbenstange 6 mit einem Kolbenstangenende 7 enthalten.
Der zweite Gehäuseteil 3 nimmt einen Sperrklinkenmechanismus auf, der eine Antriebsplatte 8, zwei drehbar mit einer Antriebsplatte 8 verbundene Sperrklinken 9 und 10 und ein Klinkenrad 11 enthält, das mit mehreren Zähnen versehen ist, die durch die Sperrklinken 9 und 10 in Eingriff genommen werden können.
Während des Betriebs des sich kontinuierlich drehenden druckmittelbetriebenen Schraubenschlüssels nimmt eine der Sperrklinker, wenn das Fluid dem Zylinder zugeführt wird, so dass sich der Kolben 5 in eine Richtung bewegt, die Zähne des Klinkenrads 11 in Eingriff und dreht das Klinkenrad in eine Richtung, während die andere Sperrklinke nur über die Zähne ratscht. Wenn das Fluid von der gegenüberliegenden Seite dem Zylinder zugeführt wird und sich der Kolben in einem Rückwärtshub bewegt, ratscht die erste Sperrklinke über die Zähne des Klinkenrads, während die zweite Sperrklinke die Zähne des Klinkenrads in Eingriff nimmt und es auch in die gleiche Richtung dreht. Dies entspricht im Wesentlichen der bekannten Ausführung sich kontinuierlich drehender druckmittelbetriebener Schraubenschlüssel.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann mindestens eine der Sperrklinken 9 und 10 leicht ausgerückt und über die Zähne des Klinkenrads 11 angehoben werden, damit sich das Klinkenrad rückwärts drehen kann, um eine aufgebaute Torsinn und Materialbiegung zu entlasten, so dass der druckmittelbetriebene Schraubenschlüssel von dem Werkstück abgehoben werden kann. Dazu ist ein durch eine Feder 13 federbelasteter Hebel 12 vorgesehen, wie in 2A gezeigt. Der Hebel 12 ist schwenkbar an einem Schieber 14 angebracht, der einen in eine Nut 16 des Gehäuseteils 3 in Eingriff bringbaren Vorsprung 15 aufweist. Der Gehäuseteil 3 weist einen Schlitz 17 auf, und ein Verbindungselement 18 erstreckt sich durch den Schlitz 17 und verbindet den Schieber 14 mit einer Drucktaste 19. Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, weist die Sperrklinke 9 zwei Arme auf, die sich auf einander gegenüberliegenden Seiten eines Drehzapfens befinden.
Bei Normalbetrieb des druckmittelbetriebenen Schraubenschlüssels befindet sich der Schieber in einer Position, die in 2A auf der linken Seite gezeigt wird, und wird durch den in die. Nut 16 des Gehäuseteils eingreifenden Vorsprung 15 dort festgehalten. Der federbelastete Hebel 12 übt auf die Sperrklinke 9 eine Kraft aus, die sie mit den Zähnen des Klinkenrads 11 in Eingriff hält, bis die durch die Sperrklinke 9 auf ihren in Eingriff genommenen Zahn des Klinkenrads 11 ausgeübte Drehkraft sie in Eingriff hält. Wenn der druckmittelbetriebene Schraubenschlüssel von dem Werkstück entfernt werden muss, muss eine der beiden Sperrklinken 9, 10 freigegeben werden. Die Freigabe von Sperrklinke 9 oder 10 bewerkstelligt das Entfernen des druckmittelbetriebenen Schraubenschlüssels, unabhängig davon, welche der Sperrklinken 9, 10 die letzte war, die das Klinkenrad 11 gedreht hat. Deshalb liegt auf der Hand, dass die gleiche Ausrückvorrichtung, wie die in 2A gezeigte, auch allein mit der Sperrklinke 10 verbunden sein könnte. Wenn die Ausrückvorrichtung für das Ausrücken der Sperrklinke 9 bestimmt ist, wie in 2A gezeigt, wird die Sperrklinke 10 in Eingriff mit dem Klinkenrad 11 gebracht, um darauf eine Drehkraft auszuüben und so die Sperrklinke 9 zu befreien. Dann wird der Schieber 14 nach rechts geschoben und in einer von der Nut 16 des Gehäuses entfernten Position gehalten. Der federbelastete Hebel 12 übt nun auf den sich auf einer gegenüberliegenden Seite vom Drehzapfen der Sperrklinke befindenden Arm der Sperrklinke 9 eine Kraft aus, der linke Arm der Sperrklinke wird von den Zähnen abgehoben und die Sperrklinke 9 aus dem Klinkenrad ausgerückt. Nach Freigabe der Drucktaste 19 wirkt der federbelastete Hebel 12 der Sperrklinke 9 entgegen und drückt den Schieber 14 wieder in die Startposition, in der der Vorsprung 15 in die Nut 16 eingreift.
Die Ausrückvorrichtung kann nicht genug Kraft ausüben, um die Sperrklinke 9 oder 10 auszurücken, wenn das Klinkenrad 11 infolge von Torsinn, oder wenn sich die Materialbiegung entspannt, „zurückschnappt".
Bei der in den 3A und 3B gezeigten Ausführungsform ist das Klinkenrad 11 auf seinen einander gegenüber liegenden Seiten mit Taschen 21 versehen. Die Sperrklinken 9 und 10 sind wiederum mit Führungsvorsprüngen 22 versehen. Wenn mindestens eine der Sperrklinken auf mindestens einen Klinkenradzahn aufschlägt, wird der Vorderteil der Sperrklinke durch Führen der Vorsprünge 22 der Sperrklinke in den Taschen 21 des Klinkenrads geführt, bevor ein abgerundeter Endteil der Sperrklinke einen abgerundeten Teil eines Spalts zwischen den Zähnen des Klinkenrads berührt.
Bei der in 4 gezeigten Ausführungsform befindet sich das Klinkenrad 11 zwischen zwei Teilen des zweiten Teils 3 des Gehäuses 1. Es ist über in Eingriff stehende Keilzähne mit einem Aktionsantriebselement 31 verbunden. Ein Reaktionsantriebselement 32 weist ein linkes Ende auf, das in eine polygonale Öffnung eines Antriebshalters 33 eingreift, welcher durch eine Klemme 34 festgehalten wird und über miteinander in Eingriff stehende Keilzähne nichtdrehbar mit dem Gehäuseteil 3 verbunden ist. Während des Betriebs des druckmittelbetriebenen Schraubenschlüssels nimmt das Aktionsantriebselement 31 mit seinen Zinnen 35 einen Teil eines Befestigungselements, zum Beispiel eine äußere Hülse der vom vorliegenden Erfinder erfundenen dreiteiligen Mutter, in Eingriff, während das Reaktionselement 32 einen anderen Teil der dreiteiligen Mutter, zum Beispiel eine Unterlegscheibe oder eine innere Hülse, in Eingriff nimmt. Bei dieser Ausführung weist das Klinkenrad einen Innendurchmesser auf, der wesentlich größer ist als der Durchmesser, der tatsächlich dazu erforderlich ist, damit das Antriebsglied das Ausgangsdrehmoment des sich kontinuierlich drehenden druckmittelbetriebenen Schraubenschlüssels standhalten kann, so dass der Reaktionsantrieb 32 bei Verwendung des Werkzeugs in Verbindung mit einer mechanischen Spannmutter die Mitte des die Mutter drehenden Aktionsantriebs 31 durchlaufen kann.
Bei der in 5 gezeigten Ausführungsform ist jede Sperrklinke 9 und 10 an ihrem freien Ende, das mit den Zähnen des Klinkenrads 11 in Eingriff gebracht werden kann, mit einem Sensor 41 und 42 versehen. Im druckmittelbetriebenen Werkzeug ist eine Schalteinheit 43 vorgesehen, die mit dem Sensor 41 und 42 zusammenwirkt. Insbesondere wird, wenn der Sensor 41 der vorderen Sperrklinke 9 auf einen Klinkenradzahn trifft, ein Signal an die Schalteinheit 43 gesendet, die Schalteinheit wirkt auf ein Ventil ein, das einen Fluidstrom von einer Seite des Kolbens zur anderen Seite des Kolbens umkehrt, und die Bewegungsrichtung des Kolbens ändert sich zur entgegengesetzten Richtung. Ebenso sendet der Sensor 42, wenn die Sperrklinke 10 auf einen Klinkenradzahn trifft, ein Signal an die Schalteinheit 43, und die Schalteinheit 43 wirkt wieder dahingehend auf ein Ventil ein, die Bewegung des Kolbens in die entgegengesetzte Richtung umzukehren. Die Verbindung zwischen den Sensoren und der Schalteinheit und den Sensoren und dem Ventil ist drahtlos. Insbesondere können die Sensoren als Fernsender ausgebildet sein, während die Schaltmittel Fernempfänger enthalten können. Des Weiteren können die Schaltmittel mit einem Fernsender versehen sein, während das Ventil mit einem Fernempfänger versehen ist.
6 zeigt schematisch den erfindungsgemäßen kontinuierlichen druckmittelbetriebenen Schraubenschlüssel W und eine druckmittelbetriebene Pumpe P, die den Schraubenschlüssel W über ein Ventil V mit Fluid versorgt.
Es versteht sich, dass jedes der oben beschriebenen Elemente, oder zwei oder mehr zusammen, auch bei anderen Ausführungsarten, die sich von den oben beschriebenen Arten unterscheiden, eine nützliche Verwendung finden können.
Obgleich die Erfindung in Ausgestaltung eines kontinuierlichen druckmittelbetriebenen Schraubenschlüssels dargestellt und beschrieben worden ist, soll sie nicht auf die gezeigten Details beschränkt sein, da Modifikationen und strukturelle Änderungen durchgeführt werden können, ohne von dem Schutzbereich der angehängten Ansprüche abzuweichen.

Claims

Druckmittelbetriebener Schraubenschlüssel, der Folgendes umfasst: druckmittelbetriebene Antriebsmittel, die einen Zylinder (4) und einen in dem Zylinder (4) hin und her bewegbaren und eine Kolbenstange (6) mit einem Kolbenstangenende (7) aufweisenden Kolben (5) enthalten; einen Sperrklinkenmechanismus mit einem mit mehreren Zähnen versehenen Klinkenrad (11) und mindestens zwei Sperrklinken (9, 10), die mit dem Kolbenstangenende (7) wirkverbunden und mit den Zähnen des Klinkenrads (11) in Eingriff gebracht werden können, so dass während eines Vorwärtshubs des Kolbens (5) eine der mindestens zwei Sperrklinken (9, 10) mindestens einen Klinkenzahn in Eingriff nimmt, während die andere der mindestens zwei Sperrklinken (9, 10) über mindestens einen Klinkenzahn ratscht, während bei einem Rückhub des Kolbens (5) die andere der mindestens zwei Sperrklinken (9, 10) mindestens einen Klinkenzahn in Eingriff nimmt, während die andere der mindestens zwei Sperrklinken (9, 10) über mindestens einen Klinkenzahn ratscht, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der mindestens zwei Sperrklinken (9, 10) aus den Zähnen des Klinkenrads (11) ausrückbar und über diese anhebbar ist, damit sich das Klinkenrad nach hinten drehen kann, um eine aufgebaute Torsinn und Materialbiegung zu entlasten, so dass der druckmittelbetriebene Schraubenschlüssel von einem Werkstück abgehoben werden kann.
Druckmittelbetriebener Schraubenschlüssel nach Anspruch 1, mit einem Gehäuse (1), das einen ersten Gehäuseteil (2), der den druckmittelbetriebenen Antrieb aufnimmt, und einen zweiten Gehäuseteil (3), der den Sperrklinkenmechanismus aufnimmt, enthält.
Druckmittelbetriebener Schraubenschlüssel nach Anspruch 1 oder 2, mit einem, federvorbelasteten Hebel (12), der die mindestens eine Sperrklinke (9) in Eingriff mit dem Klinkenrad (11) schiebt; und Mitteln (14, 18, 19) zum Verschieben des Hebels (12) in eine Position, in der er die mindestens eine Sperrklinke (9) nicht länger schiebt, so dass die mindestens eine Sperrklinke (9) aus dem Klinkenrad (11) ausgerückt werden kann.
Druckmittelbetriebener Schraubenschlüssel nach Anspruch 3, bei dem die Verschiebungsmittel einen mit dem Hebel (12) verbundenen Schieber (14) enthalten.
Druckmittelbetriebener Schraubenschlüssel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jede der mindestens zwei Sperrklinken (9, 10) an einem Ende mit einer Führung (22) versehen ist, die so ausgebildet ist, dass, wenn die mindestens eine Sperrklinke (9, 10) auf einen Klinkenzahn trifft, ein Vorderteil der Sperrklinke (9, 10) zum Klinkenzahn geführt wird.
Druckmittelbetriebener Schraubenschlüssel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Sperrklinke (11) einen Innendurchmesser aufweist, der wesentlich größer ist als ein Durchmesser, welcher tatsächlich für ein Antriebsglied (31) erforderlich ist, um ein Ausgangsdrehmoment des sich kontinuierlich drehenden druckmittelbetriebenen Schraubenschlüssels zu widerstehen, so dass bei Verwendung des druckmittelbetriebenen Schraubenschlüssels in Verbindung mit einer mechanischen Spannmutter ein Reaktionsantrieb (32) eine Mitte eines die Mutter drehenden Antriebsglieds (31) durchqueren kann.
Druckmittelbetriebener Schraubenschlüssel nach Anspruch 1, bei dem jede der mindestes zwei Sperrklinken (9, 10) mit einem Sensor (41, 42) versehen ist; und weiterhin mit einem mit dem Sensor (41, 42) verbundenen Schaltmittel (43), das so betrieben wird, dass, wenn das Schaltmittel (43) ein Signal vom Sensor (41) einer (9) der Sperrklinken empfängt, es eine Bewegung des Kolbens (5) in eine entgegengesetzte Richtung umkehrt, und wenn das Schaltmittel (43) ein Signal von dem Sensor (42) der anderen (10) der Sperrklinken erhält, es wieder die Bewegung des Kolbens (5) in eine entgegengesetzte Richtung umkehrt.
Druckmittelbetriebener Schraubenschlüssel nach Anspruch 7, mit einem drahtlosen Mittel, das die Sensoren (41, 42) mit dem Schaltmittel (43) zur Zuführung der Signale von den Sensoren (41, 42) zum Schaltmittel (43) verbindet.
Druckmittelbetriebener Schraubenschlüssel nach Anspruch 7 oder 8, mit einem Ventilmittel (V), das in dem druckmittelbetriebenen Antriebsmittel vorgesehenen ist, um als Reaktion auf von den Sensoren (41, 42) der Sperrklinken (9, 10) empfangene Signale ein Fluid auf gegenüberliegenden Seiten des Kolbens (5) zuzuführen und umgekehrt.