SE427811B - Skruvdragare med reaktionsmomentupptagande organ - Google Patents

Description

81 »- l) f) ä 936-1 2 Huvudändamâlet med uppfinningen är att åstadkomma en skruvdragare vid vilken flexibiliteten i användningen av mothâllsarmen till- försäkras och att det totala reaktionsmomentet som uppstår i verktyget upptas av denna mothällsanordning.

Ytterligare ändamål och fördelar av uppfinningen framgår av den följande detaljbeskrivningen och patentkraven.

Fig. l visar en delvis skuren sidovy av en handhållen skruvdragare innefattande de karaktäristiska särdragen hos uppfinningen.

Fig. 2 illustrerar schematiskt ett verktyg enligt uppfinningen.

Luftfördelningsventilen är visad i sitt stängda läge.

Fig. 3 visar en fragmentarisk sektion genom luftfördelningsventilen då den intar sitt öppna läge.

Fig. 4 visar en tvärsektion tagen längs linjen IV~fV i Fig. l.

Fig.5 visar en fragmentarisk sidovy av verktyget i Fig. l.

V erktyget som visas på ritningsfigurerna är en pneumatisk skruv- dragare som innefattar ett hus l0 i vilket är innesluten en primärmotor ll och en sekundärmotor l2. Båda motorerna är av typen lamellmotor vilken är den mest använda motortypen vid detta slags verktyg. Motorerna är lika stora och roterar i motsatta riktningar.

Se Fig. 4. Det visade verktyget är ett handverktyg varför huset l0 är utformat med ett pistolhandtag l3 genom vilket verktygets huvudluftinlopp l4 sträcker sig. En pâdragsventil l5 är monterad i handtaget l3 och är manövrerbar medelst en avtryckare l6 för att styra luftflödet genom huvudluftinloppet l4.

Motorerna ll och l2 är anordnade att avge vridmoment till en utgående axel l7 via en kopplingsväxel l8 och en reduktionsväxel B. (Se Fig. l). Reduktionsväxeln l9 innefattar två konventionella planetväxelsteg vilka inte visas i detalj. 10 l5 20 25 3 Kopplingsväxeln l8 innefattar en huvudaxel 20 som vid sin främre ände är försedd med kuggtänder 21 för ingrepp med reduktionsväxeln l9. Huvudaxeln 20 är vid sin bakre ände försedd med ett kugghjul 22 vilket står i ingrepp med ett mindre kugghjul 23 som är direkt kopplat till primärmotorn ll. Ett kugghjul 24 med liten diameter som är direktkopplat till sekundärmotorn 12 står i ingrepp med en invändig kuggkrans 25 på en kopplingshylsa 26. Den senare ar roter- bart lagrad på huvudaxeln 20 medelst två axiellt åtskilda rull- lager 27, 28 . Mellan dessa rullager 27, 28 är placerat en envägs- koppling eller frihjul 30 vilket medger fri rotation av huvudaxeln 20 relativt kopplingshylsan 26 i skruvförbandets åtdragningsrikt- ning. Envägskopplingen 30 är en konventionell frihjulskoppling av rulltyp och är icke beskriven i detalj.

I den visade kopplingsväxeln l8 är utväxlingsförhållaidet hos kugghjulet 23 /kuggkjulet 22 som är kopplade till primärmotorn ll 2:l, under det att utväxlingsförhâllandet hos kugghjulet 24/kugg- kransen 25 som är kopplade till sekundärmotorn l2 är ca. 7,5 :l.

Sålunda är hastighetsreduktionen av sekundärmotorn l2 ca 3,75 ggr hastighetsreduktionen av primärmotorn ll. Denna kopplingsväxel l8 medför en kompakt konstruktion i kombination med en förhållandevis mycket hög hastighetsreduktion för sekundärmotorn l2.

Motorerna ll och 12 är försedda med luftinlopp 3l resp. 32 genom vilka de matas med tryckluft från en fördelningsventil 33. För detta ändamål är fördelningsventilen 33 försedd med en luftinlopps- port 37 som står i förbindelse med huvudluftinloppet l4 i huset lO.

Luftfördelningsventilen 33 innefattar en cylinderborrning 38 och ett »__ _. , > 1 - f _-1 8196936-1 l0 l5 20 25 30 35 ventilelement 39 som är förskjutbart i cylinderborrningen 38.

Ventilelementet 39 är koppformigt och är försett med en ventil- öppning 40 i sin omkretsvägg liksom med ett antal genomströmnings- öppningar 4l, som sträcker genom ventilelementets ändvägg. I Ventiieiementetg 39 ändvägg finns det också en central öppning 42 -genom vilken en spindel 43 sträcker sig. Spindeln 43 och ventil- elementet 39 är axiellt hopkopplade medelst låsringar 44.

I sin ena ände, till vänster i Fig. 2, är spindeln 43 glidbart styrd i en cylinderfattning 45 som är anordnad koaxiellt i cylinder- b orrningen 38. Bottenänden hos cylinderfattningen 45 kommunicerar med atmosfären genom en kanal 46. Spindeln 43 och cylinderfatt- ningen 45 samverkar på samma sätt som ventilelementet 39 och.~ cylinderborrningen 38 för att genom spalttätning förhindra tryck- l uft som tillföres inloppsporten 37 från att läcka ut till atmos- fären genom kanalen 46.

Spindeln 43 sträcker sig igenom ventilelementet 39 och uppbär vid sin högra ände en svängningsdämpare 48 vilken innefattar en dämp- kolv 49, en O-ring 50 och en stödring 51. Alla tre delarna för- hindras att röra sig axiellt utmed spindeln 43 genom två låsringar 52. Dämpkolven 49 passar1cylinderborrningen 38 med ett ringformigt spel av en viss storlek under det att den med spindeln 43 bildar en íspát som är större än spelet vid den yttre periferin.

Detta innebär dels att luft kan passera dämpkolven 49 genom såväl det utvändiga spelet som den invändiga spalten och dels att dämp- kolven 49 är fritt rörlig relativt spindeln 43 inom ett begränsat axiellt intervall.

Ventilelementet 39, spindeln 43 och dämpanordningen 48 bildar en enhet som är förskjutbar i cylinderborrningen 38 mellan två änd- l ägen som definieras av anslaget mellan spindeln 43 och ändväggen hos cylinderfattningen 45 liksom spindelns anslag mot cylinderborr- ningens38 högra ändvägg 53. En vek fjäder 55 är anordnad att be- lasta hela enheten till höger i figurerna vilket innebär att ventil- 31 s3íš936-1 e1ementet 39 a11tid intar sitt högra änd1äge vid start av verktyget.

Förutom inïoppsporten 37 är cyiinderborrningen 38 försedd med en första servisöppning 56 som är förbunden med primärmotorns 11 1uftin1ppp 31 5 och en andra servisöppning 57 som är förbunden med sekundärmotorns 12 1uftin1opp 32. Som framgår av Fig. 2 och 3 är inioppsporten 37 och den första servisöppningen 56 p1acerade i cy1inderborrningen 38 på ett sådant sätt att de a1drig övertäcks av venti1e1ementet 39. Den ndra servisöppningen 57 täcks av venti1e1ementet 39 då det senare 10 intar sitt högra änd1äge men fri1äggs genom samverkan med venti1- öppningen 40 då venti1e1ementet 39 förskjuts ti11 sitt vänstra änd- 1äge.

Funktionssättet hos anordningen som visas i Fig. 2 och 3 är 15 fö1jande: Innan tryck1uft ti11föres venti1en 33 över huvud taget 1iksom under i n1edningfasen av åtdragningsför1oppet intar venti1e1ementet 39 sitt högra änd1äge såsom visas i Fig. 2. Innan tryck1uft ti11föres ven- 20 tiien 33 ti11försäkrar spännkraften hos fjädern 55 att venti1e1e- mentet 39 intar sitt högra änd1äge, d.v.s. sitt stängda 1äge.

Verktyget startas genom intryckning av avtryckaren 16 och öppning av pådragsventi1en 15 . Tryck1uft ti11föres därvid verktyget genom 25 _ huvudin1oppspassagen 14.

Under in1edningsskedet av åtdragningsför1oppet strömmar tryçk1uft in i venti1en 33 genom in1oppsporten 37, passerar genom öppningarna 41 i venti1e1ementet 39 och når primärmotorn 11 genom den första 30 servisöppningen 56 och in1oppet 31.

Primärmotorn 11 börjar rotera huvudaxe1n 20 via kugghju1en 23 och 22 och det a1strade vridmomentet överföres ti11 den utgående axe1n 17 via reduktionsväxe1n 19. Under nedgängningsfasen är det rotations- 35 motstånd som utveck1as i skruvförbandet 1ágt vi1ket innebär att rotationshastigheten hos primärmotorn 11 1iksom 1ufthastigheten 8106936-1 10 15 20 25 30 35 igenom förde1ningsventi1en 33 är hög.

Då tryck1uft passerar igenom öppningarna 41 i venti1e1ementet 39 uppstår ett tryckfa11 över dessa öppningar. Detta innebär att trycket på venti1e1ementets 39 högra sida är 1ägre än trycket på den motsatta sidan vi1ket sistnämnda tryck motsvarar verktygets ans1utningstryck. Ski11naden me11an de krafter som verkar på ven- ti1e1ementet 39 i de båda motsatta riktningarna är eme11ertid inte så stor som den uppkomna tryckdifferensen indikerar, ty en de1 av venti1e1ementets 39 tvärsnittsarea på den vänstra sidan nämïigen den de1 som representeras av spinde1ns 43 tvärsnittsarea är förbunden med atmosfären via av1uftningspassagen 46. Vid sin motsatta ände är spinde1n 43 påverkad av samma tryck som venti1- e 1ementet, d.v.s. mottrycket från primärmotorn 11. Genom sina med o1ika tryck be1astade tryckytor fungerar spinde1n 43 som ba1anseringsko1v för anpassning av tryckkrafterna som verkar på venti1ens rör1iga de1ar. Det bör här observeras att dämpko1ven 49 inte harnågot påtag1igt inf1ytande på det tryck som verkar pâ spinde1ns 43 högra ände. tor1eken på de o1ika ytorna hos venti1e1ementet 39 1iksom storleken på öppningarna 41 här va1da på ett sådant sätt att då motståndet från skruvförbandet ökar och rotationshastigheten hos primärmotorn 11 sjunker ti11 en förutbestämd nivå betingad av en viss âtdrag- ningsnivâ i skruvförbandet mottrycket från primärmotorn 11 förmår röra venti1e1ementet_39 åt vänster för intagande av det öppna 1äget. Därigenom kommer öppningen 40 att sammanfa11a med den andra servisöppningen 57. Se Fig. 3. Utan att avbryta 1uftti11förse1n ti11 primärmotorn 11 förser nu förde1ningsventi1en 33 även sekundär- motorn 12 med tryck1uft.

Sekundärmotorn 12 drivs a11tså för att åstadkomma den s1ut1iga ätdragningen av skruvförbandet, varvid dess avgivna moment överförs tfli kopp1ingshy1san 26 via kugghju1et 24 och den invändiga kugg- kransen 25. Utväx1ingsförhå11andet hos denna kuggkrans/kugghju1s- a nordning är mycket högre än motsvarande förhå11ande för kugghju1 23/ l0 l5 20 25 30 3 Ufi 4.73 ina C\ =a> 'JJ O\ 1 o-ø-I kugghjul 22-växeln kopplad till primärmotorn ll. Detta innebär att kopplingshylsan 26 roteras med en lägre hastighet och kan överföra ett högre moment än huvudaxeln 20 ursprungligen gjorde. Beroende på ökat motstånd i skruvförbandet har emellertid primärmotorn ll saktat ned till en så låg hastighet att sekundärmotorn 12 kan hinna ikapp och via envägskopplingen 30 överföra sin drivkraft till huvudaxeln 20. Sekundärmotorns l2 vridmoment adderas därmed tilldet avsevärt lägre vridmoment som fortfarande alstras av primärmotorn ll.

Då den önskade åtdragningsnivån i skruvförbandet har uppnåtts slutar motorerna ll och 12 att rotera antingen genom att mottrycket i dessa närmar sig luftkällans tryck så att tillräcklig drivkraft ej längre förmår rotera motorerna eller också genom stängning av en mottryckskänslig ventil. En sådan ventil visas inte men kan vara av vilken konventionell typ som helst och placerad uppströms om fördelningsventilen 33.

Dämpanordningen 48 är anordnad att förhindra svängningsrörelser hos ventilelementet 39 och att tillförsäkra en korrekt funktion hos fördelningsventilen 33. För detta ändamål är dämpkolven 49 anordnad att i viss utsträckning förhindra luftflödet från eller till cylinderborrningers38 högra änddel. Det är dock önskvärt att ha en mindre effektiv dämpning av ventilelementet 39 under dess rörelse åt vänster , d.v.s. mot dess öppna läge, än under dess - rörelse i den motsatta riktningen. Genom den periferiella spalten mellan dämpkolven 49 och spindeln 43 upprättas en luftpassage förbi dämpkolven 49. Denna passage är emellertid öppen endast då ventil- elementet 39, spindeln 43 och dämpkolven 49 rör sig åt vänster.

Då dessa organ rör sig åt höger förs dämpkolven 49 till tätande anliggning mot 0-ringen 50, varigenom denna andra luftpassage avtätas och en effektivare dämpningsverkan uppnås.

Den ovan beskrivna ventiltypen är fördelaktig genom att dess funk- tion icke är beroende av den tillförda luftens tryck. Ventilen ârbetflr med andra ord korrekt också då trycket hos den tillförda luften av en eller annan anledning avviker från standardtrycket 8lÛ6936-l- 10 . l5 20 25 30 35 X som vanligen är 6 bar. Ett tryckfall på ett par bar ärfiinte ovan- ligt vid anslutningspunkten för ett verktyg av detta slag. Den ovan beskrivna fördelningsventilen är emellertid balanserad mellan matningstrycket och mottrycket från primärmotorn ll, vilket inne- bär att trycknivån i sig själv inte är avgörande. Det bör obser- veras att fjädern 55 inte är kraftig nog att ha något avgörande inflytande på ventilens funktion.

Såsom också framgår av Fig. l är reduktionsväxeln l9 innesluten i ett växelhus 90 vilket är roterbart monterat på verktygshuset 10 medelst ett kullager 9l. Det senare bildar en svivelförbind- ning mellan verktygshuset l0 och växelhuset 90. Vid växelhusets 90 främre ände är fast monterad en mothâllsarm 92 för överföring _av reaktionsmomentet från växelhuset. Mothållsarmen 92 är anord- nad att hållas i stadig kontakt med ett fast föremål såsom någon utskjutande del på någon av de delar som skall sammanfogas med skruvförbandet. Anledningen till detta arrangemang är att reak- tionsmomentet är för stort för att kunna tas upp av verktygs- operatören själv. Ändamålet med svivelförbindnangen är att möjliggöra en snabb och bekväm injustering av mothållsarmen mot en stadig och säker stöd- punkt utan att tvinga operatören att hålla verktygets pistol- handtag i ett obekvämt och tröttsamt läge. us roterande mothâllsarm, ty reaktionsmomentet som överförs av enbart motorn till verktygshuset är tillräckligt lågt för att vara ofarligtför operatören. Däremot i dubbelmotorverktyg såsom det som visas i Fig. l är reaktionsmomentet som överförs till verktygshuset lD avsevärt mycket högre. Orsaken är att kopplings- växeln l8-i sig själv åstadkommer en kraftig hastighetsreduktion/ momentförstärkning, särskilt kugghjulet 24/kuggkransen 25 kopplade till sekundärmotorn l2.

I tidigarâvšgåešmotggyågktyåeärege; tillräckligt med ett fritt För att skydda operatören från de reaktionsmoment som uppstår i 5 l0 15 20 30 35 huset l0 är växelhuset 90 längs sin periferi försett med en ring av f ördjupningar 93, vilka är av delsfärisk form och jämt fördelade runt växelhusets 90 bakre ände. Se Fig. l och 5. Mellan växelhuset 90 och avtryckareß l6 spindel 94 finns en vertikal borrning 96 i v ilken är rörligt styrda två stålkulor 96, 97. Borrningen 95 är placerad i samma vertikalplan som fördjupningarna 93 för att möjliggöra för den övre kulan 96 att samverka med fördjupningarna 93 .

På avtryckarspindeln 94 är förskjutbart styrd en spärrhylsa 99.

En fjäder l00 är anordnad att leverera en ställkraft på spärr- hylsan 99 i riktning mot avtryckaren l6.

Spärrhylsan 99 är försedd med ett periferiellt spår 98 som har samma storlek och är så placerat att det delvis upptager den nedre kulan 97 då avtryckaren 16 intar sitt viloläge. Detta läge är visat i Fig. l. Kulornas 96, 97 storlek är anpassad till av- ståndet mellan spärrhylsan 99 och växelhuset 90 på så sätt att då a vtryckaren l6 intryckes vid start av verktygetfšflåret 98 för- flyttas bort från borrningen 95 låses den övre kulan 96 i sitt ingreppsläge med en av fördjupningarna 93 i växelhuset 90. Med andra ord, då verktyget aktiveras är växelhuset alltid låst mot rotation relativt verktygshuset 10. Detta betyder att all reaktionskraft som uppstår i verktyget upptas av mothållsarmen 92.

Då avtryckaren l6 intar sitt viloläge, se Fig. l, ingår den undre kulan 97 i spåret 98 och medger den övre kulan 96 att gå ur in- grepp med urtagningarna 93 och därmed tillåta rotation av växel- huset 90 relativt huset l0. Dessutom kan avtryckaren l6 inte för- flyttas om ingen av urtagningarna 93 befinner sig mitt för borr- ningen 95 för att motta kulan 96. Detta innebär att verktyget inte kan startas annat än att huset l0 är låst relativt växelhuset 90 och mothållsarmen 92.

Det bör observeras att utföringsformerna inte är begränsade till det ovan beskrivna exemplet utan kan fritt varieras inom ramen för upp- finningen såsom den kommer till uttryck i patentkraven.

Claims (5)

8106936-1 w 10 15 20 25 30 Patentkrav.

1. Skruvdragare, innefattande en vridmomenta1strande motorenhet (11, 12) anordnad i en första hussektion (10), en reduktionsväxe1 (19) och en utgående axe] (17) 1agrade i en andra hussektion (90), en svive1anordning (91) för rotationsförbindning av de första och andra hussektionerna (10 resp. 90), energiti11förse1organ (15, 16 ianordnade i sagda första hussektion (10) samt ett reak- tionsmomentupptagande organ (92) fast förbundet med sagda andra hussektion (90), k ä n n e t e c k n a d a v att en 1åsanordning (93,96,97) är arrangerad att samman1âsa sagda första och andra hussektioner (10, i90) mot re1ativ rotation i svive1anordningen (91) då energi ti11- föres motorenheten (11, 12) via sagda energiti11förse1organ (15,16).

2. Skruvdragare en1igt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att 1âsanordningen (93, 96, 97) innefattar ett anta1 urtag- ningar (93) p1acerade utmed periferin av sagda andra hussektion (90) samt ett rör1igt 1åsorgan (96,97) kopp1at ti11 energiti11 - förse1organen (15,16).

3. Skruvdragare en1igt patentkravet 1 e11er 2, k ä n n e - t e c k n a d a v att energiti11förse1organen (15,16) innefattar en manue11t pâverkbar avtryckarmekanism (16,94,99,100) vi1ken in- k1uderar en kamanordning (98) för påverkan av 1âsorganen (96,97).

4. Skruvdragare en1igt patentkravet 3, k ä n n e t e c k - n and a v att 1âsorganen (96,97) består av två efter varandra p1acerade ku1or av vi1ka den ena (96) samverkar med urtagningarna (93) på sagda andra hussektion (90) medan den andra ku1an (97) sam- verkar med nämnda kamanordning (98).

5. Skruvdragare en1igt patentkravet 3 e11er 4, k ä n n e- t e c k n a d a v att kamanordningen (98) innefattar ett ring-' formigt spår anordnat på en manöverhy1sa (99) ingående i avtryckar- mekanismen (16,94,99,100).