SE432071B - Hydraulisk impulsmutterdragare - Google Patents

Description

, 20 25 30 35 Uppfinningens huvudsakliga ändamål är att skapa en förbättrad hydraulisk impulsmutterdragare vid vilken effekt-viktförhâllandet är väsentligen förbättrat.

Ytterligare fördelar och karakteristika hos uppfinningen framgår av den följande beskrivningen och ritningarna.

Pâ ritningarna visar Fig l ett längsgående snitt genom en impulsmutterdragare enlig uppfinningen, Fig 2-5 tvärsnitt tagna längs linjen II-II i Fig l och som illustrerar olika inbördes lägen hos impulsverkets delar, Fig 6 en sidovy av den kolv som ingår i utföringsformen enligt Fig l-5, Fig 7 en tvärsektion tagen längs linjen VII-VII i“Fig l, Fig 8 en impulsmutterdragare enligt en alternativ utföringsform av uppfinningen, Fig 9 en tvärsektion tagen längs linjen IX-IX i Fig 8, och Fig 10 en tvärsektion genom den kolv som ingår i utföringsformen visad i Fig 8-9. Snittet är taget längs linjen XfX i Fig 9.

En komplett impulsmutterdragare enligt uppfinningen består inte enbart av en hydraulisk impulsmekanism såsom illustreras på ritningsfigurerna utan innehåller ett maskinhus, en verktygshâllare, en rotationsmotor och energitillförselorgan. Eftersom alla dessa delar inte ingår i uppfinningen och inte är direkt anknutna till impulsmekanismcns speciella utformning har ritningarna inskränkts till att visa enbart impulsmckanismen. 10 15 20 25 30 35 82051185-9 Den hydrau1iska impu1smekanismen som visas i Fig 1-5 innefattar ett drivorgan 10 med re1ativt stor massa vi1ket är roterbart Iagrat på en utgående axe1 11 som i sin tur är roterbart 1agrad i verktygshuset 12. En 1agerhy1sa 13 i husets främre ände 14 utgör axe1ns 1agring. Axe1ns 11 främre ände är försedd med en fyrkanttapp 15 för ansïutning av en mutterhy1sa.

Drivorganet 10 är axie11t 1âst re1ativt axe1n 11 genom ett anta1 stâ1ku1or 16 som 1öper i ett periferie11t spår i axe1n 11 och ett motsvarande spår i drivorganet 10. Ku1orna 16 införes genom en radie11 passage och förhindras från att fa11a ut samma väg av en p1ugg 17.

Drivorganet 10 är i huvudsak cyiindriskt och uppvisar en koppformig huvudde1 18 vi1ken innes1uter en koncentrisk hydrau1vätskekammare 19. Vid sin bakre ände är vätskekammaren 19 ti11s1uten genom ett separat 1ock 20 vi1ket är axie11t fastspänt genom en ringformig mutter 21 vi1ken samverkar med en invändig gänga 22 på huvudde1en 18. Locket 20 är utformat med ett centra1t sp1ine-försett hy1sparti ?3 vi1ket är sammankopp1at med rotationsmotorns sp1ine-försedda drivaxe1 24. Ett.av motoraxe1ns 1ager 25 tjänar även som 1ager för drivorganet 10.

Inuti hydrau1vätskekammaren 19 återfinns två cy1indriska pinnar 27, 28 vi1ka är para11e11a med såväl varandra som med drivorganets 10 rotationsaxe1. Pinnarna 27, 28 är p1acerade diametra1t motsatt varandra i vätksekammaren 19 och är båda de1vis försänkta i Iängsgående spår i vätskekammarens vägg. Se Fig 2-5. Båda pinnarna 27, 28 sträcker sig också in i 1ocket 20 och 1åser därigenom det senare mot rotation re1ativt huvudde1en 18.

En av pinnarna 27 tjänstgör som svängnings1ed för en koiv 30 medan den andra pinnen 28 bi1dar ett tätnings- och styrorgan för samverkan med en tätningskam 31 och två styrf1änsar 32, 33 på ko1ven 30.

Ko1ven 30 är utformad med p1ana och med varandra para11e11a ändytor 34, 35 för tätande samverkan med motsatta p1ana ytor 35, 36 i vätskekammaren 19. Den senare avdelas av ko1ven 30 i två avde1ningar 38, och 39.

Ko1ven 30 uppvisar en centra1 öppning 40 genom vi1ken drivaxe1ns 11 bakre ände sträcker sig. Kantprofi1en på denna öppning 40 bi1dar två uppsättningar kamytor vi1ka är anordnade att se1ektivt ingripa med tvâ separata kamytor på drivaxe1n 11. Det finns a11tså två separata uppsättningar kamytor på vardera den utgående axe1n 11 och ko1ven ' 30,varigenom verktyget kan köras i båda riktningarna. Det är 10 15 20 25 30 35 eme11ertid endast en uppsättning kamytor på vardera axe1n 11 och ko1ven 30 som är aktiva för att åstadkomma det avsedda ingreppet me11an axe1n 11 och ko1ven 30 då impu1smekanismen roteras i en given riktning.

För en normal medursrotation av drivorganet 10 re1ativt den utgående axe1n 11 (Se pi1arna i Fig 2-5) påverkas en tvärt 1utande kamyta 42 på axe1n 11 av en 1ika1edes tvärt 1utande kamyta 43 samt en gradvis 1utande kamyta 44 på ko1ven 30. Kamytornas 1utning är här reïaterade ti11 riktningen hos tänkta cirkeitangenter som skär kamkurvorna i o1ika punkter.

Vid ingrepp me11an axe1ns 11 och ko1vens 30 kamorgan tvingas ko1ven 30 att utföra en pend1ande svängningsröre1se av en bestämd s1ag1ängd i kammaren 19.

För att åstadkomma en sådan röre1se hos ko1ven 30 också då drivorganet 10 roteras moturs är en annan tvärt ïutande kamyta 42] på axe1n 11 anordnad att a1ternativt påverkas av en tvärt 1utande kamyta 43] och en svagt 1utande kamyta 44] på ko1ven 30. Detta visas endast i Fig 2. I de visade utföringsformerna av uppfinningen är de samverkande kamytorna symmetriskt utformade för att ge 1mpu1smekanismen samma driftsegenskaper i båda rotationsriktningarna.

I avsikt att absorbera voiymförändringar hos hydrau1vätskan i kammaren 19 ti11 fö1jd av temperaturvariationer är 1ocket 20 försett med en expansionskammare 45. Denna står i förbinde1se med l0 l5 20 25 30 C) P\J EI) í!1 -2" CX) âfl I \$I 5 vätskekammaren l9 genom en passage 46 och är fylld med ett skumplastmaterial.Skumplast med slutna celler används och pâverkas direkt av hydraulvätskan. En ringformig täckbricka 47 är fastspänd i locket 20 av ringmuttern 2l och förhindrar plastmaterialet från att falla ut.

Drivorganet l0 uppvisar en momentbegränsningsanordning 50. (Se speciellt Fig 7.) Denna anordning 50 innefattar en borrning 5l vilken uppvisar ett ventilsäte 52 samt gängor 53. I den yttre änden av borrningen 5l finns ingängad en plugg 54 som är försedd med en koaxiell borrning 55. En ställskruv 57 är ingängad i borrningen 55 och bildar ett axiellt upplag för en fjäder 58 vilken belastar en kulventil 59 mot sätet 52.

En kanal 60 på den ena sidan av ventilen 52, 59 kommunicerar med vätskekammaravdelningen 38, medan en annan kanal öl förbinder ventilens 52, 59 andra sida med vätskekammaravdelningen 39.

Arbetssättet hos impulsmekanismen i Fig l-7 beskrivs nedan under hänvisning till Fig 2-5. Drivorganet l0 roteras av motorn via drivaxeln 24 och det spline~försedda hylspartiet 23 hos locket 20.

Rotationsriktningen är medurs vilket illustreras av pilarna i Fig 2-5.

Från början låt oss anta att ett visst begränsat vridmotstând redan byggts upp i skruvförbandet och att impulsmekanismens delar intar just de lägen som visas i Fig 2. I denna fas av arbetsförloppet är kolven 30 just i färd med att avsluta sitt returslag i riktning från avdelningen 38 mot den motsatta avdelningen 39. Detta åstadkoms av den samverkan som sker mellan kamytan 42 på axeln ll och den gradvis lutande kamytan 44 på kolven 30.

Under returslaget förändrar kolven 30 volymerna hos vätskeavdelningarna 38 och 39 så att volymen hos avdelningen 38 ökar under det att avdelningen 39 blir mindre. I det läge som visas i Fig 2 är de två avdelningarna 38, 39 fortfarande avtätade relativt 8205485-9 l0 15 20 25 30 35 E? varandra eftersom tätningskammen 3l hos kolven 30 står i kontakt med pinnen 28.

Under den begränsade del av returslaget då_den tätande samverkan upprätthålls mellan tätningskammen 3l och pinnen 28 uppstår en viss tryckdifferens mellan de två avdelningarna 38 och 39. Beroende på att kolvens 30 kamyta 44 uppvisar en gradvis lutande profil och att den är placerad på ett relativt stort avstånd från kolvens svängningscentrum 27 blir kolvens returslag relativt långsamt. Detta innebär att det oundvikliga oljeläckaget förbi kolven 30 får en dominerande negativ inverkan pâ tryckuppbyggnaden i avdelningen 39 och att någon trycktopp som resulterar i en momentimpuls i den utgående axeln ll inte uppstår under returslaget.

Vid fortsatt rotation av drivorganet l0 och kolven 30 relativt axeln ll kommer kolvens 30 tvärt lutande kamyta 43 i kontakt med axelns ll kamyta 42. Detta läge som visas i Fig 3 är början på kolvens 30 arbetsslag vilket skall generera en momentimpuls i axeln ll. Eftersom den tvärt lutande kamytan 43 hos kolven 30 möter den likaledes tvärt lutande kamytan 42 hos axeln ll och eftersom kontaktpunkten hos dessa kamyter befinner sig ganska nära kolvens svängningscentrum 27 åstadkoms en mycket snabb acceleration av kolven 30 från avdelningen 39 mot avdelningen 38.

I startögonblicket på arbetsslaget upprätthålls fortfarande förbindelsen mellan de tvâ vätskeavdelningarna 38 och 39, ty kolvens 30 tätningskam 3l har ännu inte nått tätningspinnen 28. (Se Fig 3).

Efter en mycket kort tidsintervall har emellertid tätningskammen 3l åstadkommit en vätsketätning mellan avdelningarna 38 och 39 genom samverkan med pinnen 28. Detta läge visas i Fig 4.

Till följd av de tvärt formade kamytorna 43 och 42 liksom deras korta avstånd till kolvens svängningscentrum 27 omvandlas drivorgancts l0 rörelseenergi till en svängningsrörelse hos kolven 30 på ett mycket effektivt sätt. Kolven 30 uppnår emellertid aldrig någon högre hastighet ty ett omedelbart mottryck byggs upp i den högra kammaravdelningen 38. Den åstadkomna trycknivån är mycket hög 10 15 20 25 30 35 8205485-9 ? och motsvarar den röreïseenergi hos drivorganet 10 som överföres ti11 ko1ven 30 via svängningspinnen 27.

Den stora tryckdifferens som nu åstadkommas me11an de två vätskekammaravdeiningarna 38, 39 tvingar ko1ven 30 ti11 en mycket kraftig inbromsning re1ativt drivorganet 10. Resu1tatet av denna p1öts1iga höga trycknivå som verkar på ko1ven 30 är att a11 röre1seenergi överföres från ko1ven 30 och drivorganet 10 ti11 den ' utgående axe1n 11 via kamytorna 43 och 42. En drivmomentimpu1s 1evereras därmed ti11 den utgående axe1n 11.

Under denna momentimpu1sgenererande sekvens rör sig ko1ven 30 mycket sakta över arbetsslagets mittzon. Detta är då tätningskammen 31 står i tätande samverkan med pinnen 28. (Se Fig 4). Då röreiseenergin har överförts ti11 axe1n 11 och rotationshastigheten hos drivorganet 10 har tvingats ned ti11 i huvudsak no11 upphör tryckski11naden över ko1ven 30. Beroende på ett visst o1je1äckage förbi ko1ven 30 1iksom pâ den fort1öpande verkan av drivmotorn tvingas ko1ven 30 att passera denna tätningszon. Under det att ko1ven 30 fortfarande har sin tvärt 1utande kamyta 43 i ingrepp med kamytan 42 på axe1n 11 förskjuts ko1ven 30 ytter1igare ti11 höger så att tätningssamverkan me11an kammen 31 och tätningspinnen 28 definitivt brytes.Se Fig 5.

Därmed utjämnas trycket me11an de två vätskekammaravde1ningarna 38, 39.

Vid fortsatt rotation av drivorganet 10 re1ativt axe1n 11 g1ider kanten av ko1vens 30 kamyta 43 över ytterhörnet av axe1ns 11 kamyta 42. Se Fig 5. Från detta 1äge kan ko1ven 30 och drivorganet 10 rotera fritt i ca 1800 re1ativt axe1n 11.

Då eme11ertid denna 180°_vridning fu11bordats börjar den gradvis 1utande kamytan 44 hos ko1ven 30 att gripa in i det yttre hörnet av kamytan 42 på axeln 11. Vid fortsatt re1ativröre1se påbörjas ett nytt returs1ag hos kc1ven 30. Såsom beskrivs ovan är returs1aget förhå11andevis 1ångsamt och ger inte upphov ti11 någon momentimpu1sgenererande trycktopp i hydrau1vätskekammaren 19. azosnss-egt 10 15 20 25 30 35 Vid åtdragning av ett skruvförband överföres ett antal vridmomentimpulser från verktyget för att successivt öka förspänningen i skruvförbandet. Vid den först avgivna momentimpulsen är förspänningen i förbandet fortfarande låg vilket resulterar i en relativt mjuk inbromsning av drivorganet och en relativt låg trycknivå i vätskekammaren l9. Allteftersom förspänningen i skruvförbandet ökar blir reaktionsmomentet tvärare och förorsakar höjning av trycktopparna i vätskekammaren l9.

Vid en förutbestämd âtdragningsnivå i skruvförbandet när trycktopparna i vätskekammaren l9 en sådan nivå att kulventilen 59 lyfts från sätet 52 mot verkan av fjädern 58. Hydraulvätska kan därvid passera från högtrycksdelen 38 till lågtrycksdelen 39.

Därigenom begränsas verktygets avgivna moment.

Vid ett alternativt utförande av uppfinningen, som illustreras i Figurerna 8 och 9 är drivorganet ll0 utformat med en hydraulvätskekammare ll9 vilken har parallella styrytor l70, l7l för styrning av en fram och återgäende kolv l30. Denna kolv är avsedd att röra sig i en rätlinjig bana. Kolven l30 är på sin ena sida försedd med två styrbommar l72 och l73 för samverkan med styrytorna l70, l7l i vätskekammaren-ll9. Två med varandra parallella tvärgående tätningspinnar l27, l28 är monterade i drivorganet ll0 och är anordnade att tätande samverka med två motstâende plana tätningsytor l3l, l32,på kolven l30.

Båda tätningsytorna l3l, l32 sträcker sig genom urtagningar l77, l78 i styrbommarna l72, l73 och sidokanterna av kolven l30. Var och en av tätningsytorna l3l, l32 begränsas av tvâ parallella spår l80,l8l vilka är anordnade att upprätthålla förbindelse mellan h vätskekammaravdelningarna 138, l39 då kolven 130 intar något av sina ändlägen relativt drivorganet llG.

Vätskekammaren ll9 utgörs av en kanal med rektangulär tvärsektion vilken sträcker sig tvärs genom drivorganets ll0 huvuddel ll8.

Hydraulvätskekammaren ll9 begränsas dessutom av en rörhylsa 183 vilken omsluter drivorganets huvuddel ll8 och är infäst relativt 10 15 20 25 30 8205485-9 9 denna de1s medeist en ansats 186 som ingriper i en motsvarande ansats 185 på huvuddeïen 118 och de1s medeist en ringmutter . 121.

Bortsett från vad som beskrivits ovan är utföringsformen som visas i Figurerna 8-10 identisk med den tidigare beskrivna utföringsformen och för att begränsa beskrivningens omfattning refererar vi ti11 beskrivningen angående den tidigare utföringsformen. Också funktionen av denna senare utföringsform är identisk med den ovan beskrivna utom natur1igtvis för röreisemönstret hos ko1ven 130.

Istä11et för att drivas fram och ti11baka i en pend1ande svängningsröre1se ti11 fö1jd av kamverkan hos kamytorna 143, 144 hos koivöppningen 140 och kamorganen 142 på axe1n 111 drivs ko1ven 130 enïigt denna senare utföringsform fram och ti11baka i ett rätïinjigt röreisemönster. Pâ samma sätt som i den tidigare utföringsformen utför ko1ven 130 momentpu1sgenererande arbetss1ag och motriktade retursiag. I båda riktningarna tätas de två vätskekammar- avde1ningarna 138,139 av från varandra under ett kort parti av denna röre1se. Detta parti begränsas av samverkan me11an tätningspinnarna 127,128 och tätningsytorna 131, 132 hos ko1ven 130. Den stora tryckdifferensen som uppstår över ko1ven 130 under ett arbetss1ag tjänar ti11 att överföra röre1seenergin hos drivorganet 110 och ko1ven 130 ti11 den utgående axe1n 111.

Såsom i den tidigare utföringsformen är en venti1 150 anordnad att begränsa den uppkomna tryckdifferensen ti11 en viss nivå och därigenom ocksâ momentimpu1sens energiinnehå11. Denna venti1 150 i11ustreras med streckade 1injer i Fig 8. I Fig 9 visas kanaierna 160, 161 genom vi1ka vätskekammaravde1ningarna 138, 139 kommunicerar med venti1en 150.

Claims (6)

1. l0 l5 20 25 30 35 82051435-9 ID Patentkrav l. Hydraulisk impulsmutterdragare innefattande ett hus, en rotationsmotor, ett drivorgan (l0;ll0) rotationsförbundet med motorn, en vätskekammare (l9;ll9) i drivorganet(lÜ;ll0), och en utgående axel (llglll) vars bakre ände sträcker sig in i vätskekammaren (l9;ll9), kgä n n e t e c k n a d d ä r a v att kolven (30;l30) är rörligt lagrad i vätskekammaren ' (l9;ll9) för utförande av fram- och âtergâende slag däri tvärs rotationsriktningen hos drivorganet Ql0;ll0), varvid kolven (30;l30) delar vätskekammaren (l9;ll9) i tvâ avdelningar (38, 39; l38,l39), ett första tätningsorgan (3l;l3l) på kolven (30;l30), ett andra tätningsorgan (28;l28) på drivorganet (l0,llO) anordnat att samverka med sagda första tätningsorgan (3l;l3l) under en begränsad del av kolvens rörelse för att avtäta sagda vätskekammaravdelningar från varandra, ett första kamorgan (43,44;l43,l44) på kolven (30;l30) och ett andra kamorgan (42;l42) på den utgående axeln (ll;lll), varvid sagda första kamorgan (43,44;l43,l44) samverkar med sagda andra kamorgan (42;l42) för att driva kolven (30,l30) fram och tillbaka i vätskekammaren (l9;ll9) samt att överföra genererade momentimpulser till den utgående axeln (llglll) vid rotation av drivorganet ' (l0;ll0) relativt axeln (ll,lll).

2. Impulsmutterdragare enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a d a v att kolven (30;l30) uppvisar en central öppning (40;l40) in i vilken axeln (ll;lll) sträcker sig, varvid det första kamorganet (43,44;l43,l44) utgörs av kantkonturen hos öppningen (40;l4Û).

3. Impulsmutterdragare enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a d a v att drivorganet (l0;ll0) uppvisar en svängningslagring (27) på vilken kolven (30) är pendlande upphängd i vätskekammaren (l9),varvid svängningsledens (27) axel är parallell med drivorganets (10) rotatíonsaxel.

4. Impulsmutterdragare enligt patentkravet 3, k ä n n e t c c k n a d a v att svängningsleden (27) är placerad på eller tätt 10 e: :v s: en 4:- oo fn I xo H intiïï vätskekammarens (19) vägg och att sagda andra tätningsorgan (28) är pïacerat diametraït motsatt svängníngsïeden (27).

5. Impuïsmutterdragare enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att sagda första kamorgan (43,44;143,144) innefattar ett tvärt lutande parti (43;143) för ingrepp med sagda andra kamorgan (42;142) för ko1vröre1ser i den ena riktningen, och ett gradvis ïutande kurvparti (44;144) för ingrepp med sagda andra kamorgan (42;142) för koïvröreïser i motsatta riktningen.

6. Impuïsmutterdragare enïigt patentkravet 5, k ä n n e t e c k n a d a v att det tvärt lutande kurvpartiet (43;143) är placerat 1 huvudsak meïïan svängningsïeden (27) och drivorganets (10) rotationsaxel.