KR20200006548A - 유압 임펄스 렌치에서의 오일 레벨 경고 - Google Patents

Abstract

임펄스 유형 전동 렌치에서 유압 펄스 유닛의 유압 레벨을 검출하는 방법 및 장치로서, 펄스 유닛은 오일 충전 펄스 챔버, 모터 구동 관성 구동 부재, 및 출력 샤프트에 연결되고 반복된 에너지 전달 단계 동안에 관성 구동 부재로부터 운동 에너지를 수용하기 위해 하나 이상의 오일 쿠션을 통하여 관성 구동 부재에 간헐적으로 결합된 운동 에너지 수용 부재를 포함한다. 관성 구동 부재의 회전 속도는 펄스 생성 단계의 개시 시에 및 이 단계의 종료 시에 측정되고 2개의 측정된 속도는 서로 비교되며, 펄스 생성 단계의 종료 시에 속도는 특정 백분율로 상기 단계의 종료 시의 기준 속도를 초과할 때 펄스 유닛 내의 매우 낮은 오일 레벨을 나타내는 결함 신호가 방출된다.

Description

유압 임펄스 렌치에서의 오일 레벨 경고

본 발명은 임펄스 유형의 전동 렌치의 효율이 감소되는 경우 경고 신호를 검출 및 방출하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것으로, 특히 효율 문제는 유압 펄스 유닛 내의 오일 레벨이 매우 낮기 때문에 발생된다.

상기 유형의 파워 렌치와 관련된 문제점은 유압 펄스 유닛의 출력 펄스 에너지가 그 내부의 오일 레벨에 상당히 의존한다는 것이며, 이는 예를 들어 펄스 유닛의 오일 레벨이 너무 낮으면 전달된 토크 펄스의 에너지가 감소될 수 있는 것을 의미한다. 이로 인해 스크류 조인트를 조일 때 허용할 수 없는 결과가 발생한다. 위의 문제는 렌치를 사용하는 동안이나 보관할 때 작은 오일 누출이 불가피하기 때문에 발생하며, 시간이 지남에 따라 펄스 유닛의 오일 레벨이 허용할 수 없을 정도로 낮은 레벨로 낮아져서 출력 펄스 에너지가 낮아지고 및/또는 작동 순서가 저하된다.

따라서, 본 발명의 목적은 거의 불가능한 오일 누출을 극복하는 것이 아니라, 임펄스 유형 전동 렌치의 유압 펄스 유닛에서 허용할 수 없을 정도로 낮은 오일 레벨이 발생함에 따라 경고 신호를 검출 및 방출하는 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 배경을 설명하기 위해 유압 펄스 유닛의 기계적 구조 및 작동 특징을 알아야 한다. 펄스 유닛의 기계 부품은 공구의 모터에 연결된 운동 에너지 전달 관성 구동 부재 및 렌치의 출력 샤프트에 연결된 에너지 수용 부재이다. 두 펄스 유닛 부재는 오일로 충전된 챔버에서 작동하며, 관성 구동 부재의 가속에 의해 얻어진 운동 에너지는 두 부재 사이에 포획된 적어도 하나의 오일 쿠션을 통해 수용 부재에 전달된다. 오일 쿠션에는 순간적으로 고압 과도 현상이 발생하여 관성 구동 부재의 운동 에너지를 전달한다.

따라서, 본 발명은 펄스 생성 시퀀스 동안 관성 구동 부재가 최대 회전 동안 가속되어 특정 속도 및 특정 운동 에너지를 획득하고, 그에 따라 포획된 오일 쿠션을 통해 수용 부재를 타격함으로써 급작스럽게 정지되는 상황에 기초로 하며 이에 따라 운동 에너지가 수용 부재 및 출력 샤프트에 전달된다. 운동 에너지의 전달에서, 관성 구동 부재의 회전 속도는 갑자기 거의 정지 상태로 내려간다. 일부 경우에, 관성 구동 부재는 약간의 후진 운동을 위해 다시 리바운드될 수도 있다. 이는 펄스 유닛이 정상적으로 작동하고 관성 구동 부재의 모든 운동 에너지가 수용 부재로 전달됨을 의미한다. 또한 이는 펄스 유닛은 정확한 오일 레벨을 갖는 것을 의미한다.

펄스 유닛의 오일 레벨이 너무 낮아지면 펄스 유닛의 작동 순서가 관성 구동 부재와 수용 부재 사이의 에너지 전달 동안 관성 구동 부재의 회전 속도가 정확하고 만족스러운 에너지 전달 중에 예상되는 바와 같이 저속도 또는 심지어 리바운스로 내려가지 않도록 다소 변경된다.

대신에, 관성 구동 부재는 임의의 잔류 속도로 에너지 전달 단계를 통과한다는 것이 주목되었으며, 이는 관성 구동 부재가 모든 운동 에너지를 수용 부재에 전달할 수 없었음을 의미한다. 따라서, 관성 구동 부재와 에너지 수용 부재 사이에 효율적으로 충분한 오일 쿠션이 생성되지 않았다. 결과적으로 펄스 유닛의 전체 효율이 감소된다. 거의 모든 경우에 이 저하된 에너지 전달은 펄스 챔버의 오일 수준이 너무 낮기 때문이다.

본 발명의 목적은 낮은 오일 레벨로 인해 저하된 에너지 전달을 검출하고, 전동 렌치가 허용가능한 출력 펄스 에너지를 전달하지 않으며 운전자에게 경고해야하는 경고 신호를 방출하는 방법 및 시스템을 제공하는 데 있으며, 이는 서비스 주의를 위해 제조를 중단해야 한다. 본 발명의 다른 목적 및 장점은 다음의 명세서 및 청구 범위로부터 도출될 것이다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 임펄스 렌치의 일 유형을 도시하는 도면.
도 2는 펄스 유닛 내에서 상이한 오일 레벨에서 펄스 생성 단계 동안에 관성 구동 부재의 잔여 속도를 도시하는 그래프.
도 3은 임펄스 렌치의 출력과 펄스 유닛의 오일 손실 간의 관계를 도시하는 그래프.

전술한 바와 같이, 본 발명은 임펄스 유형 전동 렌치에서 유압 펄스 유닛 내의 결과적인 효율 손실 및 너무 낮은 오일 레벨을 검출하고 경고하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 이 유형의 렌치에서 일부 오일 누출은 불가피하며 시간이 지남에 따라 오일 레벨이 감소한 상태에서 항상 계산해야 한다. 본 발명의 목적은 펄스 유닛의 효율 감소 및 공구에 대한 서비스 요구의 긴급성 수준에 대한 조기 정보를 얻기 위해 초기에 이러한 오일 손실을 검출하는 것이다. 오일 레벨 감소로 인해 펄스 장치 효율이 특정 수준으로 저하되면 임펄스 렌치의 출력이 허용 가능한 작업 결과, 즉 체결된 나사 조인트의 허용가능한 사전인장 결과를 수행하기에 너무 낮다.

본 발명이 적용될 수 있는 임펄스 렌치는 도 1에 도시되어 있고, 렌치 모터에 연결된 관성 구동 부재 및 출력 샤프트에 연결된 에너지 수용 부재를 갖는 유압 펄스 유닛을 포함한다. 양 부재는 오일이 충전된 챔버에서 작동하며 펄스 생성 단계에서 그들 사이에 일정한 오일 체적을 트랩하도록 배열된다. 작동 중에 구동 부재는 모터에 의해 거의 완전 회전하도록 가속되어 운동 에너지를 수집하고, 그 후 오일 체적이 포집되어 에너지 전달 오일 쿠션을 형성한다. 운동 에너지는 펄스 생성 단계 동안 고압에서 오일 쿠션에 의해 전달된다. 이 작동 단계 동안, 구동 부재의 전체 운동 에너지는 일반적으로 수용 부재로 전달되고, 따라서 출력 샤프트에 전달되는데, 이는 구동 부재가 완전히 정지되거나 또는 다음에 오는 펄스 생성 단계 중에 동역학을 생성하기 위해 또 다른 가속 단계에서 개시되기 전에 리바운드되는 것(rebound)을 의미한다.

그러나 유압 챔버 내의 오일 레벨이 너무 낮아서 공기를 위한 공간을 남겨지는 경우, 포집된 오일 쿠션에 오일과 약간의 공기가 혼합되어 오일 쿠션이 다소 탄력적이고 탄성을 갖는다. 이는 오일 쿠션의 압력이 원하는 피크 레벨에 도달하지 못하고 두 부재들 사이의 에너지 전달이 손상됨을 의미한다. 또한, 구동 부재가 완전히 정지하지 않고 모든 운동 에너지를 수용 부재 및 출력 샤프트에 전달하지 않고 에너지 전달 단계를 통과할 수 있음을 의미한다.

도 2에서, 4개의 상이한 곡선은 4가지의 상이한 오일 레벨 상황에서 펄스 생성 단계 동안 관성 구동 부재의 속도를 도시한다. 속도는 펄스 생성 단계 시작 시에 구동 부재 속도의 백분율이 100 %로 도시된다. 곡선은 밀리초(ms) 당 관성 구동 부재의 속도를 나타낸다. 곡선 A는 펄스 유닛으로 정확한 오일 레벨로 정상적인 펄스 생성을 나타낸다. 에너지 전달 펄스는 관성 구동 부재의 정상적인 지연을 나타내며 운동 에너지가 영향을 받지 않는 오일 쿠션에 의해 수용 부재로 전달됨을 나타내는 정확하고 승인된 패턴을 따른다. 구동 부재는 펄스의 끝에서 완전 정지될뿐만 아니라 속도 곡선(A)이 제로 라인 아래로 연장되는 것으로 도시된 바와 같이 리바운드된다. 또한 곡선 B로 도시된 바와 같이, 리바운드가 발생하지 않는 펄스 생성 단계에서, 정상적이고 승인된 에너지 전달이 달성된다. 이 경우, 구동 부재는 거의 완전 정지 상태가 되며, 이는 곡선 B가 제로 라인에 근접한다는 것을 나타낸다. 이는 오일 쿠션이 영향을 받지 않고 구동 부재의 전체 운동 에너지가 수용 부재에 전달됨을 나타낸다.

한편, 도 2의 그래프에 도시된 곡선 C 및 D는 승인되지 않은 2개의 상이한 에너지 전달 단계를 예시한다. 그 이유는 구동 부재의 운동 에너지가 수용 부재에 전달되는 것이 만족스럽지 못한 것을 나타내는 펄스의 개시 시에 속도의 대략 30 % (C) 및 50 % (D)의 생성된 펄스의 말미에서 잔여 회전 속도를 갖기 때문이다. 에너지 전달 단계의 종료 시에 이 비교적 높은 잔류 속도는 펄스 유닛의 오일 레벨이 너무 낮아져 임펄스 렌치의 성능이 손상되었음을 나타낸다.

따라서, 에너지 전달 단계 동안 관성 구동 부재의 속도 패턴을 연구 및 분석함으로써 펄스 유닛에서 경사 오일 레벨을 검출하는 것이 가능하다.

도 3에는 임펄스 렌치의 성능이 오일 레벨에 따라 변화하는 방식을 도시한다. 상단 곡선(E)는 렌치의 성능이 100 %로 표시된 정확하고 승인된 펄스 성능의 백분율에 의해 어떻게 다른지 나타낸다. 곡선(E)는 수평선에 표시된 펄스 개수와 관련된다.

도 3의 곡선(M)은 영향을 받는 오일 쿠션으로 인한 다수의 실격된 에너지 전달 단계의 백분율을 나타내고, 실격된 펄스의 백분율이 특정 크기를 초과할 때 펄스 유닛의 성능이 저하되기 시작한다. 실제로, 개별 펄스는 종종 너무 낮은 오일 레벨이 없는 상태에서 에너지 전달이 저하되었음을 나타낼 수 있으며, 그다지 중요하지 않은 표시를 롤아웃하기 위해 더 많은 개수의 펄스를 연구하고 분석해야 한다. 펄스 유닛 성능은 개별적인 펄스 후 속도 변화에 영향을 받지 않는다.

본 발명은 에너지 전달 단계의 종료 시에 구동 부재의 잔류 속도를 연구하고 분석함으로써 펄스 유닛의 오일 레벨 감소로 인한 펄스 렌치 성능 저하를 검출하고 경고하는 방법을 제공한다. 에너지 전달 단계의 시작에서 검출된 속도와 에너지 전달 단계의 끝에서 검출된 속도의 비율은 펄스 유닛 생성 효율에 대한 오일 레벨의 영향을 나타낸다. 결과는 펄스 유닛에 대한 서비스 요구의 긴급성을 나타내며, 경고 신호가 발생하여 작업자가 펄스 유닛 효율이 렌치를 제조에서 제외해야 하는 레벨로 저하되었음을 경고할 수 있다.

본 발명은 전술한 예에 한정되지 않고 청구 범위의 범위 내에서 변경될 수 있음에 유의해야 한다. 예를 들어, 전술한 임펄스 렌치는 단일 오일 쿠션을 포획하도록 배치된 구동 및 펄스 수용 부재를 갖는 펄스 유닛을 포함하지만, 본 발명은 하나 초과의 오일 쿠션을 갖는 펄스 유닛에도 적용되도록 의도된다.

Claims (5)

1. 임펄스 유형 전동 렌치에서 유압 펄스 유닛의 유압 레벨을 검출하는 방법으로서, 펄스 유닛은 오일 충전 펄스 챔버, 모터 구동 관성 구동 부재, 및 출력 샤프트에 연결되고 반복된 에너지 전달 단계 동안에 관성 구동 부재로부터 운동 에너지를 수용하기 위해 하나 이상의 오일 쿠션을 통하여 관성 구동 부재에 간헐적으로 결합된 운동 에너지 수용 부재를 포함하고, 상기 방법은
   각 에너지 전달 단계 개시 시에 관성 구동 부재의 회전 속도를 측정하는 단계,
   각각의 에너지 전달 단계의 종료 시에 관성 구동 부재의 회전 속도를 측정하는 단계,
   각각의 에너지 전달 단계의 종료 시에 관성 구동 부재의 회전 속도를 각각의 에너지 전달 단계의 종료 시에 관성 구동 부재의 회전 속도와 비교하는 단계; 및
   각 에너지 전달 단계의 종료 시에 측정된 회전 속도가 각 에너지 전달 단계의 개시 시에 측정된 회전 속도보다 특정 백분율만큼 높은 경우에 결함 신호를 방출하는 단계를 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 결함 신호가 생성된 펄스의 개수의 특정 비율로 방출됨에 따라 경고 신호가 방출되는 방법.
3. 제2항에 있어서, 특정 비율은 펄스 유닛의 상태에 대해 상이한 레벨의 긴급성의 경고 신호를 개시하기 위해 2개 이상의 상이한 레벨을 갖는 방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 2개 이상의 레벨은 펄스 유닛의 감소된 효율을 나타내는 낮은 비율 레벨 및 상기 펄스 유닛에 대한 즉각적인 서비스 요구를 나타내는 높은 비율 레벨을 포함하는 방법.
5. 제1항 내지 제4항에 따른 방법을 수행하기 위한 시스템으로서,
   출력 샤프트에 연결된 에너지 수용 부재 및 모터 구동 관성 구동 부재를 포함한 유압 펄스 유닛을 갖는 임펄스 렌치를 포함하고,
   펄스 유닛의 각 에너지 전달 단계 동안 관성 구동 부재의 순간 회전 속도를 측정하기 위해 속도 센서가 제공되며,
   각 에너지 전달 단계의 종료 시에 측정된 관성 구동 부재의 회전 속도가 각각의 에너지 전달의 단계의 개시 시에 관성 구동 부재의 측정된 회전 속도보다 특정 백분율만큼 높은 경우를 나타내도록 비교 장치가 배열되고,
   신호 방출 장치는 상기 비교 장치와 통신하고 상기 소정의 백분율이 상기 비교 장치에 의해 지시된 바와 같이 활성화되도록 구성되는 시스템.

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