DE69834597T2 - Pneumatic tool provided with a reversing valve with overdrive - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft im Allgemeinen pneumatische Werkzeuge. Insbesondere betrifft diese Erfindung ein pneumatisches Werkzeug mit einem Umsteuerventil mit einem Schnellgang für variables Drehmoment und variable Drehzahl.The This invention relates generally to pneumatic tools. Especially This invention relates to a pneumatic tool with a reversing valve with an overdrive for variable torque and variable speed.
Bisher wurden verschiedene Arten von Umsteuerventilen in pneumatischen Werkzeugen verwendet, z.B. Drehschlagschraubenschlüsseln und Impulswerkzeugen. Das US-Patent Nr. 5 083 619, Giardino et al., und auf Chicago Pneumatic Tool Company übertragen, offenbart beispielsweise ein Umsteuerventil vom Tauchkolbentyp zum Umkehren der Richtung eines Rotors in einem Drehschlagschraubenschlüssel. Das US-Patent Nr. 3 714 994, Zoerner et al., und auf Gardner-Denver Company übertragen, offenbart Drehumsteuerventile. US-A 5 377 769 beschreibt einen Drehschlagschraubenschlüssel mit einem Luftregler, der mehr Luft zu einem Druckluftmotor liefern kann, wenn der Druckluftmotor in einer Rückwärtsrichtung drehen lassen wird, als wenn der Druckluftmotor in einer normalen Richtung drehen lassen wird. US-A 3 618 633 und DE-A1-31 37 142 offenbaren ein Umsteuerventilsystem vom axialen Verschiebungstyp für ein pneumatisches Werkzeug. Das Ventilsystem von US-A-3 618 633 umfasst eine Drehflusssteuerung, die automatisch den vollen Fluss an Kraft für den Schraubenschlüssel vorsieht, wenn das Ventil in eine Umkehrposition verschoben ist.So far were different types of reversing valves in pneumatic Tools, e.g. Rotary impact wrenches and pulse tools. U.S. Patent No. 5,083,619, Giardino et al., And Chicago Pneumatic Transfer Tool Company, discloses, for example, a reversing valve of the plunger type for Reversing the direction of a rotor in a rotary wrench. The U.S. Patent No. 3,714,994, Zoerner et al., And Gardner-Denver Company, disclosed Drehumsteuerventile. US-A 5 377 769 describes a rotary wrench with an air regulator that delivers more air to a compressed air motor may, when the air motor is rotated in a reverse direction, as if the air motor is rotating in a normal direction becomes. US-A-3 618 633 and DE-A1-31 37 142 disclose a reversing valve system of the axial displacement type for a pneumatic tool. The valve system of US-A-3 618 633 Includes a rotary flow control that automatically controls the full flow in power for the wrench provides when the valve is shifted in a reversing position.
Ferner umfasst der Stand der Technik Schnellgang-Umsteuermechanismen für hydraulische Motoren, siehe z.B. US-Patent Nr. 3 586 466, herausgegeben an Erickson.Further The prior art includes overdrive changeover mechanisms for hydraulic Motors, see e.g. U.S. Patent No. 3,586,466, issued to Erickson.
Einer der Nachteile von pneumatischen Werkzeugen ist die Fähigkeit, ein variables Drehmoment und eine variable Drehzahl im gleichen Werkzeug sowohl in der Vorwärts- als auch in der Rückwärtsrichtung zu erhalten. Dies ist in Anwendungen wie z.B. der Konstruktion, Zerstörung oder Reparatur großer Strukturen, z.B. Brücken, wichtig. Ein Problem in diesen Anwendungen, das lang existierte und nicht angemessen angegangen wurde, ist beispielsweise die Bereitstellung eines verbesserten Drehmoments und einer verbesserten Drehzahl für die Entfernung einer Flanschmutter, die Korrosion, Schmutz oder Farbe ausgesetzt ist. Typischerweise stehen einem Arbeiter zwei Drehschlagschraubenschlüssel zur Verfügung, ein kleiner leichtgewichtiger Drehschlagschraubenschlüssel und ein großer schwerer Drehschlagschraubenschlüssel. Der kleine Drehschlagschraubenschlüssel wird für die Mehrheit der Flanschmuttern verwendet, so dass ein Arbeiter nicht ermüdet, und für eine leichte Bedienung verwendet. Der große Drehschlagschraubenschlüssel dient für die Entfernung von schwierigen Flanschmuttern. Ein solcher großer Drehschlagschraubenschlüssel ist schwer und lästig zu tragen, wenn er nur für schwierig zu entfernende Flanschmuttern erforderlich ist. Ferner ist das Tragen von zwei Drehschlagschraubenschlüsseln, die für die gelegentliche schwierig zu entfernende Flanschmutter zur Verfügung stehen sollen, zeitraubend und ineffizient.one the disadvantages of pneumatic tools is the ability to a variable torque and a variable speed in the same Tool in both the forward and as well as in the backward direction to obtain. This is useful in applications such as the construction, destruction or repair big Structures, e.g. Bridges, important. A problem in these applications that existed for a long time and not adequately addressed, for example, is the provision an improved torque and an improved speed for the distance a flange nut exposed to corrosion, dirt or paint is. Typically, one worker is provided with two rotary wrenches available a small lightweight rotary wrench and a large heavy rotary wrench. The small rotary wrench is used for the majority of flanged nuts used so that a worker is not fatigued, and used for easy operation. Of the size Impact wrench serves for the Removal of difficult flange nuts. Such a big rotary wrench is heavy and annoying to wear, if only for difficult to remove flange nuts is required. Further is the carrying of two rotary wrench spanners, which for the occasional difficult to remove flange nut are available, time consuming and inefficient.
Bisher wurden hydraulische Motoren mit variablem Drehmoment und variabler Drehzahl offenbart. Die Hydraulik weist jedoch, wenn sie an in der Hand gehaltenen Werkzeugen verwendet wird, verschiedene Nachteile auf. Die Hydraulik hält beispielsweise Wärme, die durch Reibung usw. erzeugt wird. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass Hydraulikfluid in einem abgedichteten System gehalten werden muss. Wenn das hydraulische System keine angemessenen Dichtungen aufweist, geht Hydraulikfluid aus dem System verloren, was dazu führt, dass Konzentratfluid am Werkzeug ausläuft.So far were hydraulic motors with variable torque and variable Reveals speed. However, the hydraulics indicates when they are in the hand held tools, various disadvantages. The hydraulic stops for example heat, which is generated by friction, etc. Another disadvantage is in that hydraulic fluid is kept in a sealed system must become. If the hydraulic system does not provide adequate seals Hydraulic fluid is lost from the system, resulting in leads, Concentrate fluid leaking from the tool.
Ein weiterer Nachteil in einem hydraulischen System, wie z.B. im US-Patent 3 586 466 offenbart, besteht darin, dass, wenn das Drehmoment erhöht wird, die Drehzahl abnimmt. Dies liegt daran, dass die Druckbeaufschlagung einer einzelnen Kammer zwischen dem Rotor und dem Gehäuse mit einem nichtkomprimierbaren Fluid verursacht, dass sich der Rotor mit einer ersten Drehzahl und einem ersten Drehmoment dreht. Durch Druckbeaufschlagung von zwei Kammern dreht sich jedoch der Rotor mit einem erhöhten Drehmoment und einer verringerten Drehzahl, da das Hydraulikfluid nicht komprimierbar ist und sich nicht ausdehnt, um einen Bereich zu füllen. Wenn dagegen Luft einem vergrößerten Bereich ausgesetzt wird, dehnt sie sich schnell aus, so dass sie diesen Bereich füllt. Folglich führt die Druckbeaufschlagung von zwei Kammern mit Luft zu einem erhöhten Drehmoment und einer erhöhten Drehzahl. Eine nützliche Analogie ist ein mit Luft gefüllter Ballon, der platzt, wenn er mit einer Nadel gestochen wird. Dies liegt daran, dass die Luft in dem Ballon komprimiert ist und sich schnell bewegt, um den Umgebungsluftdruck zu neutralisieren. Ein mit Wasser gefüllter Ballon platzt dagegen nicht, wenn er gestochen wird, sondern läuft langsam aus. Dies liegt daran, dass das Wasser nicht komprimiert ist.One further disadvantage in a hydraulic system, e.g. in the US patent 3 586 466, is that when the torque is increased, the speed decreases. This is because the pressurization a single chamber between the rotor and the housing with a non-compressible fluid causes the rotor rotates at a first speed and a first torque. By However, pressurization of two chambers rotates the rotor with an elevated Torque and a reduced speed, as the hydraulic fluid is not compressible and does not expand to an area to fill. If on the other hand air in an enlarged area is exposed, it expands quickly, giving it this Area fills. Consequently, leads the pressurization of two chambers with air to an increased torque and an elevated one Rotation speed. A useful Analogy is one filled with air Balloon that bursts when it is stung with a needle. This This is because the air in the balloon is compressed and up moved quickly to neutralize the ambient air pressure. One filled with water Balloon does not burst when stung but runs slowly out. This is because the water is not compressed.
US-A-3 989 113 beschreibt ein Mutteranzieh-Druckluftwerkzeug, das mit einem manuell hin und her verschiebbaren Steuerventil verbessert ist, das sich zwischen einem Drosselventil und einem Druckluftmotor befindet, wobei das Steuerventil eine Vorwärtsposition, die einen Luftstrom mit vollem Volumen zum Motor und eine maximale Vorwärtsdrehmomentausgabe ermöglicht, eine Rückwärtsposition, die einen Luftstrom mit vollem Volumen zum Motor und eine maximale Rückwärtsdrehmomentausgabe ermöglicht, aufweist und das Steuerventil eine integrale Bedienungseinrichtung zum Einstellen seiner effektiven Länge aufweist, um zu ermöglichen, dass es in eine dritte Position bewegt wird, die einen Luftstrom mit eingeschränktem Volumen zum Motor und eine eingeschränkte Vorwärtsdrehmomentausgabe ermöglicht.US-A-3 989 113 describes a nut tightening pneumatic tool improved with a manually reciprocable control valve located between a throttle valve and a pneumatic motor, the control valve being a forward position providing full volume air flow to the engine and allows a maximum forward torque output, a reverse position that allows a full volume air flow to the engine and a maximum reverse torque output, and the control valve has an integral operating device for adjusting its effective length to allow it to be moved to a third position that allows for a restricted volume airflow to the engine and a limited forward torque output.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein pneumatisches Werkzeug mit einem Umsteuerventil mit variabler Drehzahl und variablem Drehmoment, d.h. Schnellgang, bereitzustellen, das einen einfachen Konstruktionsentwurf aufweist und folglich für einen Ausfall weniger anfällig ist. Eine solche Vorrichtung ist erforderlich, um die lang gespürten Probleme in der Elektrowerkzeugindustrie zu lösen, die bisher nicht angemessen angegangen wurden.Therefore It is the object of the present invention, a pneumatic Tool with a reversing valve with variable speed and variable torque, i.e. Overdrive, providing a simple design design and consequently for a failure less vulnerable is. Such a device is needed to solve the long-felt problems in the power tool industry, which has not been appropriate so far were approached.
Es ist ein Vorteil dieser Erfindung, die vorstehend angegebenen Mängel zu beseitigen. Dazu stellt diese Erfindung ein pneumatisches Werkzeug mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereit.It It is an advantage of this invention to address the shortcomings noted above remove. For this purpose, this invention provides a pneumatic tool with the features of claim 1 ready.
Einer der Vorteile eines pneumatischen Werkzeugs dieser Erfindung ist die Fähigkeit, ein erhöhtes Drehmoment und eine erhöhte Drehzahl im gleichen Werkzeug zu erhalten. Dies geht das Problem in Anwendungen wie z.B. der Konstruktion, Zerstörung oder Reparatur großer Strukturen, z.B. Brücken, an.one the advantages of a pneumatic tool of this invention the ability, an elevated one Torque and an increased To obtain speed in the same tool. This is the problem in applications such as e.g. the construction, destruction or repair of large structures, e.g. Bridges, at.
Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung besteht darin, dass sie nicht die Probleme der Hydraulik hat. Pneumatische Werkzeuge wärmen sich nicht auf wie hydraulische Motoren, sondern sind selbstkühlend, da, wenn die Luft durch das Werkzeug strömt, sie sich ausdehnt und abkühlt. Ferner erfordern pneumatische Werkzeuge kein geschlossenes System wie eine Hydraulik mit innewohnenden Dichtungsproblemen. Luft tritt in ein pneumatisches Werkzeug durch einen Einlass ein und tritt in die Atmosphäre durch eine Auslassöffnung aus. Ein pneumatisches Werkzeug leckt nicht. Folglich erfordert ein pneumatisches Werkzeug nicht die komplizierte Abdichtungsstruktur eines hydraulischen Motors.One Another advantage of this invention is that it does not has the problems of hydraulics. Pneumatic tools are warming up not on like hydraulic motors, but are self-cooling, since, As the air flows through the tool, it expands and cools. Further pneumatic tools do not require a closed system like one Hydraulics with inherent sealing problems. Air enters pneumatic tool through an inlet and enters the Atmosphere through an outlet opening out. A pneumatic tool does not leak. Consequently required a pneumatic tool does not have the complex sealing structure a hydraulic engine.
Ein weiterer Vorteil eines pneumatischen Werkzeugs besteht darin, dass, wenn das Drehmoment erhöht wird, die Drehzahl ebenso erhöht wird.One Another advantage of a pneumatic tool is that, when the torque increases is, the speed also increased becomes.
Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung besteht darin, dass das Umsteuerventil die Steuerung der Motorrichtung und des Schnellgangs sowohl in der Vorwärts- als auch der Rückwärtsrichtung ermöglicht.One Another advantage of this invention is that the reversing valve the control of the motor direction and the overdrive in both the forward and also the reverse direction allows.
Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, dass das Umsteuerventil in einer Vielzahl von Formen bereitgestellt werden kann. Das Umsteuerventil kann beispielsweise ein Tauchkolbenventil oder bevorzugter ein Drehumsteuerventil sein. Wahlweise kann eine Tauchkolben-/Dreh-Umsteuerventil-Kombination verwendet werden.One Feature of the invention is that the reversing valve in a variety of forms can be provided. The reversing valve can For example, a plunger valve or more preferably a Drehumsteuerventil be. Optionally, a plunger / rotary reversing valve combination be used.
Ein Drehumsteuerventil der vorliegenden Erfindung kann ein drehbares planares Element umfassen, das mindestens drei Öffnungen durch dieses umfasst. Die Öffnungen des drehbaren planaren Elements können die Strömung von Luft durch eine Vielzahl von Anordnungskonfigurationen lenken, die die selektive Lieferung von Druckluft zu einem oder mehreren Durchlässen ermöglichen. Die Öffnungen können beispielsweise in einer T-Form, einer y-Form oder einer Y-Form mit einer zusätzlichen Öffnung zwischen den oberen Öffnungen (z.B. Y- oder Friedenszeichen-förmig) angeordnet sein.One Drehumsteuerventil the present invention, a rotatable planar element comprising at least three openings therethrough. The openings of the rotatable planar element, the flow of Direct air through a variety of array configurations that allow the selective delivery of compressed air to one or more passages. The openings can for example, in a T-shape, a Y-shape or a Y-shape with an additional opening between the upper openings (e.g., Y or peace sign shaped) be arranged.
Es ist ein weiteres Merkmal eines Drehumsteuerventils der vorliegenden Erfindung, dass, wenn das Umsteuerventil die Form eines drehbaren planaren Elements annimmt, das Ventil einen drehbar positionierbaren Griff umfasst, der sich zur Positionierung durch die Bedienperson außerhalb des Gehäuses des Motors erstreckt.It is another feature of a Drehumsteuerventils the present Invention, that when the reversing valve is in the form of a rotatable planar element, the valve rotatably positionable Handle includes, for positioning by the operator outside of the housing of the engine extends.
Ein pneumatisches Werkzeug gemäß dieser Erfindung umfasst Druckkammern, die zwischen dem Gehäuse und dem Rotor festgelegt sind, um ein Schnellgangmerkmal bereitzustellen. Jede von diesen Kammern enthält einen ersten Vorwärtsantriebsdurchlass zum Empfangen von Druckluft, um den Motor in einer Vorwärtsrichtung anzutreiben, und einen zweiten Rückwärtsantriebsdurchlass zum Empfangen von Druckluft, um den Motor in einer Rückwärtsrichtung anzutreiben. Wie hierin beschrieben wird, kann ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung auf ein pneumatisches Werkzeug mit einer beliebigen Anzahl von Druckkammern, die den Rotor umgeben, erweitert werden.One pneumatic tool according to this invention includes pressure chambers that are defined between the housing and the rotor are to provide a overdrive feature. Each of these Contains chambers a first forward drive passage for receiving compressed air to the engine in a forward direction to drive and a second reverse drive passage for receiving compressed air to the engine in a reverse direction drive. As described herein may be another advantage the present invention to a pneumatic tool with a any number of pressure chambers surrounding the rotor, extended become.
Die vorangehenden und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden spezielleren Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung ersichtlich.The The foregoing and other features and advantages of the invention are from the following more specific description of preferred embodiments of the invention.
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele dieser Erfindung werden mit Bezug auf die folgenden Figuren im Einzelnen beschrieben, in denen gleiche Bezeichnungen gleiche Elemente bedeuten und in denen gilt:The preferred embodiments of this invention will be described in detail with reference to the following figures described in which like designations mean the same elements and where:
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDESCRIPTION THE PREFERRED EMBODIMENTS
Die vorliegende Erfindung wird für die Verwendung bei pneumatischen Werkzeugen, wie z.B. einem Drehschlagschraubenschlüssel, einer Mutteranziehmaschine oder einem Impulswerkzeug, offenbart. Es sollte jedoch beachtet werden, dass ein Umsteuer- und Schnellgang-Auswahlventil gemäß der vorliegenden Erfindung an einer Vielzahl von pneumatischen Werkzeugen mit verschiedenen Umsteuerventilkonfigurationen, wie z.B. ein Tauchkolbenventil mit einer zur Abtriebswelle parallelen Achse (gezeigt im US-Patent 5 083 619), Tauchkolbenventile mit einer zur Abtriebswelle senkrechten Achse (nicht dargestellt)) und Tauchkolben/Drehumsteuer-Kombinationsventile (nicht dargestellt), verwendet werden kann. Ferner wird die vorliegende Erfindung erläuternd für die Verwendung bei einem Drehumsteuerventil offenbart. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die vorliegende Erfindung in einem beliebigen Umsteuerventil an einem pneumatischen Werkzeug Anwendbarkeit finden kann.The The present invention is intended for the use in pneumatic tools, e.g. a rotary impact wrench, one Nut tightening machine or a pulse tool disclosed. It should however, be aware that a reversing and overdrive selector valve according to the present Invention of a variety of pneumatic tools with different Reversing valve configurations, such as a plunger valve with a parallel to the output shaft axis (shown in US Patent 5 083 619), plunger valves with a vertical to the output shaft Axle (not shown)) and plunger / rotary reversal combination valves (not shown) can be used. Furthermore, the present Explaining the invention for the Use in a rotary diverter valve disclosed. It should, however be noted that the present invention in any Find reversing valve on a pneumatic tool applicability can.
Um
eine Antriebsoption bei dem in
Damit
die Funktionsweise des Umsteuer- und Schnellgang-Auswahlventils
besser verstanden werden kann, wird nun die interne Funktionsweise des
pneumatischen Motors beschrieben. In
Mit
Bezug auf
Wie
durch Vergleich von
Der
Rotor
Wenn
man zum Motor zurückkehrt,
umfasst jede Druckkammer
Das
innere Gehäuse
Im
Betrieb treiben die ersten Durchlässe
Gemäß der vorliegenden
Erfindung, wie in
Im
Allgemeinen umfasst das Ventil
Um
Druckluft vom Ventilgehäuse-Rohrverteiler
Wie
durch
Die
Anzahl von Öffnungen
im Ventil und daher die Anzahl von Positionen, die das Ventil erreichen
kann, sind durch die Anzahl von Kammern im Motor festgelegt. Im dargestellten
Motor mit zwei Kammern ist das Ventil
Die
Wie
in
Jeder
Satz von Öffnungen
Folglich kann das Ventil in diesem alternativen Ausführungsbeispiel in mindestens sechs Positionen angeordnet werden: einer ersten Position, die eine Strömung zum ersten Durchlass von irgendeiner der Druckkammern ermöglicht; einer zweiten Position, die eine Strömung zum zweiten Durchlass von irgendeiner der Druckkammern ermöglicht; einer dritten Position, die eine Strömung zum ersten Durchlass von irgendwelchen zwei der Druckkammern ermöglicht; einer vierten Position, die eine Strömung zum zweiten Durchlass von irgendwelchen zwei der Druckkammern ermöglicht; einer fünften Position, die eine Strömung zum ersten Durchlass von allen der Druckkammern ermöglicht; und einer sechsten Position, die eine Strömung zum zweiten Durchlass von allen der Druckkammern ermöglicht.consequently For example, in this alternative embodiment, the valve may be in at least six positions are arranged: a first position, the one flow allows for the first passage of any of the pressure chambers; a second position, which is a flow to the second passage allowed by any of the pressure chambers; a third position, the one flow allows for the first passage of any two of the pressure chambers; a fourth position, which is a flow to the second passage of any two of the pressure chambers; a fifth position, the one flow allows for the first passage of all the pressure chambers; and a sixth position, which is a flow to the second passage of all the pressure chambers allows.
Obwohl diese Erfindung in Verbindung mit den vorstehend umrissenen speziellen Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist es offensichtlich, dass viele Alternativen, Modifikationen und Veränderungen für Fachleute ersichtlich sind. Folglich sollen die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung, wie vorstehend dargelegt, erläuternd und nicht begrenzend sein. Verschiedene Änderungen können vorgenommen werden, ohne vom Schutzbereich der Erfindung, wie in den folgenden Ansprüchen definiert, abzuweichen. Die Vorrichtung sollte beispielsweise nicht auf die Verwendung mit nur Luft begrenzt sein, da andere Gase als anwendbar in Betracht gezogen werden.Although this invention has been described in conjunction with the specific embodiments outlined above, it will be apparent that many alternatives, modifications and changes will be apparent to those skilled in the art. Consequently, the preferred embodiments of the invention, as set forth above, are illustrative and not limiting. Various changes may be made without departing from the scope of the invention as defined in the following claims. For example, the device should not be limited to use with only air because other gases than applicable are considered.
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