SE508315C2

SE508315C2 - Impulse screwdriver with pressure piston fitted with sealing strips

Info

Publication number: SE508315C2
Application number: SE9600689A
Authority: SE
Inventors: Peter Wolf; Joerg Albrecht
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1995-02-25
Filing date: 1996-02-23
Publication date: 1998-09-21
Also published as: GB9602783D0; FR2730947B1; SE9600689D0; GB2298157B; GB2298157A; DE19506663A1; DE19506663C2; SE9600689L; FR2730947A1

Abstract

An impact screwdriver has an impact mechanism 17 which has a pressure chamber 35 which can be closed as a function of a reciprocating-action position of a reciprocating-action piston 33. The reciprocating-action piston is arranged within a rotation body 30. Located between the rotation body 30 and the reciprocating-action piston 33 are seal pairs 57,59; 58,60 which are arranged offset seen in the reciprocating-action direction of the reciprocating-action piston 33. In this way, the seal pairs 57,59; 58,60 achieve their respective sealing position in mutually offset reciprocating-action positions of the reciprocating-action piston 33, it being possible to reduce the size of the reciprocating-action position range of the reciprocating-action piston 33 as desired in which the pressure chamber 35 is sealed by the seal pairs 57,59; 58,60.

Description

lO 15' 20 25 30 35 508 315 2 till ett godtyckligt litet värde, oberoende av bredden hos tätningslisterna. På detta sätt är en optimal avgiven effekt uppnåbar hos drivmotorn, så att det exempelvis vid ackumula- tordrivna Skruvdragare är möjligt att åstadkomma ett större antal àtdragningar per ackumulatorladdning. 10 15 '20 25 30 35 508 315 2 to an arbitrarily small value, independent of the width of the sealing strips. In this way, an optimum delivered power is achievable with the drive motor, so that it is possible, for example with accumulator-driven screwdrivers, to achieve a larger number of tightenings per accumulator charge.

Genom de i underkraven angivna åtgärderna är fördelaktiga vidareutvecklingar och förbättringar möjliga av den i krav 1 angivna impulsskruvdragaren.Through the measures specified in the subclaims, advantageous further developments and improvements are possible of the impulse screwdriver specified in claim 1.

Ritning Ett utföringsexempel av uppfinningen visas pà ritningen och förklaras närmare i följande beskrivning. Figur 1 visar ett snitt genom en impulsskruvdragare, figurerna 2-4 visar var- dera en schematisk vy av ett impulsslagverk i olika slaglägen och figur 5 är ett snitt genom impulsslagverket utmed linjen V-V i figur 2.Drawing An embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained in more detail in the following description. Figure 1 shows a section through an impulse screwdriver, Figures 2-4 each show a schematic view of an impulse percussion in different stroke positions and Figure 5 is a section through the impulse percussion along the line V-V in Figure 2.

Beskrivning av utföringsexemplet En i figur 1 med 10 betecknad impulsskruvdragare har ett hus 11, i vilket en drivmotor 12 är anbringad. En drivaxel 13 hos drivmotorn 12 är via ett drev 14 och en växel 15 i rotations- hänseende sammankopplad med en ingående axel 16 till ett impulsslagverk 17. Slagverket 17 har dessutom en utgående axel 18, som med sin från slagverket 17 bortvända ände skju- ter ut ur skruvdragarens 10 hus 11 och uppbär en verktygshál- lare 19 för ett ej närmare visat skruvverktyg.Description of the exemplary embodiment An impulse screwdriver, denoted in Figure 1 by 10, has a housing 11, in which a drive motor 12 is mounted. A drive shaft 13 of the drive motor 12 is connected via a gear 14 and a gear 15 in rotation with respect to an input shaft 16 to an impulse percussion device 17. The percussion device 17 also has an output shaft 18 which, with its end remote from the percussion device 17, projects out of the housing 11 of the screwdriver 10 and carries a tool holder 19 for a screw tool (not shown).

Drivmotorn 12 är utformad som en elmotor, speciellt en elek- tronisk kommutatormotor, och är reglerbar via elektriska anslutningsledningar 20,21. Huset 11 bildar ett väsentligen radiellt bort från en drivaxel 22 riktat handgrepp 23. I handgreppet 23 är en avtryckare 24 anbringad, medelst vilken drivmotorn 12 via en kopplingsanordning 25 är till- resp. frànkopplingsbar. Pâ den från drivmotorn 12 bortvända änden av handgreppet 23 sitter en ackumulator 26, som förser driv- motorn 12 med elektrisk drivenergi och dessutom via ej närma- re visade elektriska förbindelseledningar är förbunden med drivmotorn 12 resp. kopplingsanordningen 25. 10 15 20 25 30 35 40 508 315 Slagverkets 17 ingående axel 16 bildar en väsentligen cylind- risk rotationskropp 30, som är försedd med ett axiellt urtag 31 för inrymning av den utgående axeln 18 och ett radiellt urtag 32 för inrymning av en tryckkolv 33. Tryckkolven har i sin tur ett axiellt genomgående urtag 34, genom vilket den utgående axeln 18 löper. Inuti rotationskroppen 30 är en hög- tryckskammare 35 och en lågtryckskammare 36 utformad. Insidan av rotationskroppen 30 är fylld med ett tryckmedium, exempel- vis en hydraulolja. Mot omgivningen är det inre av rotations- kroppen 30 tätt tillslutet medelst ett lock 38 i en öppning i det radiella urtaget 32 och medelst tätningsmedel 39 på den utgående axeln. Mellan tryckkolven 33 och den utgående axeln 18 föreligger en funktionskoppling via en kamstyrning 40.The drive motor 12 is designed as an electric motor, in particular an electronic commutator motor, and is controllable via electrical connection lines 20,21. The housing 11 forms a handle 23 directed substantially radially away from a drive shaft 22. In the handle 23 a trigger 24 is arranged, by means of which the drive motor 12 is connected via a coupling device 25. disconnectable. On the end of the handle 23 facing away from the drive motor 12 is an accumulator 26, which supplies the drive motor 12 with electric drive energy and is also connected to the drive motor 12 or via electrical connection lines (not shown). coupling device 25. The input shaft 16 of the percussion unit 17 forms a substantially cylindrical rotating body 30, which is provided with an axial recess 31 for accommodating the output shaft 18 and a radial recess 32 for accommodating a pressure piston 33. The pressure piston in turn has an axially continuous recess 34, through which the output shaft 18 runs. Inside the rotating body 30, a high-pressure chamber 35 and a low-pressure chamber 36 are formed. The inside of the rotating body 30 is filled with a pressure medium, for example a hydraulic oil. Towards the surroundings, the interior of the rotating body 30 is tightly closed by means of a lid 38 in an opening in the radial recess 32 and by means of sealing means 39 on the output shaft. Between the pressure piston 33 and the output shaft 18 there is a function coupling via a cam guide 40.

Under drift av drivmotorn 12 roterar först och främst den ingående axeln 16 och därmed rotationskroppen 30 via reduk- tionsväxeln 15. På grund av friktionskrafter medbringas där- vid även den utgående axeln 18 i rotationen. Så snart ett i verktygshållaren 19 upptaget skruvmoment överstiger frik- tionsmomentet, kan den utgående axeln 18 och den ingående axeln 16 resp. rotationskroppen 30 rotera relativt varandra.During operation of the drive motor 12, first and foremost the input shaft 16 and thus the rotating body 30 rotates via the reduction gear 15. Due to frictional forces, the output shaft 18 is also carried along in the rotation. As soon as a screw torque received in the tool holder 19 exceeds the friction torque, the output shaft 18 and the input shaft 16 and the rotating body 30 rotate relative to each other.

Den med skruvverktyget förbundna utgående axeln 18 roterar då långsammare än den exempelvis i riktning av en pil 50 (figur 2) roterande rotationskroppen 30 med tryckkolven 33.The output shaft 18 connected to the screw tool then rotates more slowly than the rotating body 30 rotating with the pressure piston 33, for example in the direction of an arrow 50 (Figure 2).

Som framgår av figur 2 består kamstyrningen 40 av en med den utgående axeln 18 fast förbunden styrkam 51 och en inuti det genomgående urtaget 34 i tryckkolven 33 anordnad styrkurva 52. Styrkurvan 52 är utformad på så sätt, att styrkammen 51 en gång per helt varv relativ rotation hos den utgående axeln 18 relativt tryckkolven 33 pàtvingar denna en förskjutning i riktning mot en minskning av volymen i högtryckskammaren 35.As can be seen from Figure 2, the cam guide 40 consists of a guide cam 51 fixedly connected to the output shaft 18 and a guide curve 52 arranged inside the through-going recess 34 in the pressure piston 33. The guide curve 52 is designed in such a way that the guide cam 51 rotation of the output shaft 18 relative to the pressure piston 33 this forces a displacement in the direction of a decrease in the volume of the high pressure chamber 35.

Därvid byggs till en början ej något tryck upp i högtrycks- kammaren 35, eftersom tryckmediet kan strömma via tryckut- jämningsöppningar 53,54 i riktning av pilen 55,56 till låg- tryckskammaren 36.Initially, no pressure builds up in the high-pressure chamber 35, since the pressure medium can flow via pressure equalization openings 53,54 in the direction of the arrow 55,56 to the low-pressure chamber 36.

På en yttre omkrets 37 av tryckkolven 33 är tätningslister 57,58 anordnade, som med på rotationskroppen 30 utformade, lO 15' 20 25 L) b! 508 315 4 likaså listformade tätningsutspràng 59,60 bildar tätningspar 57,59 resp. 58,60. Tätningsparen är därvid förskjutet anord- nade sett i tryckkolvens slagriktning. Likaså sett i tryck- kolvens 33 slagriktning befinner sig en första tätningslist 57 närmare en mot tryckkammaren vänd ände 62 av tryckkolven 33 än en andra tätningslist 58, medan däremot tätningsut- spràngen 59,60 är belägna på lika avstånd. På detta sätt uppnår tätningsparen 57,59;58,60 respektive tätningsläge i relativt varandra förskjutna slaglägen hos tryckkolven 33.On an outer circumference 37 of the pressure piston 33, sealing strips 57, 58 are arranged, which are formed on the rotating body 30, 10 15 '20 25 L) b! 508 315 4 likewise strip-shaped sealing projections 59.60 form sealing pairs 57.59 resp. 58.60. The sealing pairs are then arranged offset in the direction of impact of the pressure piston. Also seen in the direction of impact of the pressure piston 33, a first sealing strip 57 is closer to an end 62 of the pressure piston 33 facing the pressure chamber than a second sealing strip 58, while on the other hand the sealing projections 59, 60 are located at equal distances. In this way, the sealing pairs 57.59, 58.60 reach the respective sealing position in relatively offset displacement positions of the pressure piston 33.

Följdriktigt är tätningsparen 57,59 resp. 58,60 fullständigt motstående varandra i relativt varandra förskjutna slaglägen hos tryckkolven 33.Consequently, the sealing pairs are 57.59 and 58.60 completely opposite to each other in relatively offset displacement positions of the pressure piston 33.

Impulsslagverket 17 uppnår sitt slagläge först då högtrycks- kammaren 35 är helt tätad, alltså då båda tätningsparen 57, 59;58,60 intar respektive tillslutningsläge, vilket visas i figur 3. I det där visade slagläget för tryckkolven 33 står det första tätningsparet 57,59 omedelbart före lämnandet av sitt tätningsläge och det andra tätningsparet 58,60 har pre- cis uppnått sitt tätningsläge. Tryckkammaren 35 är därför tätad och tryckmediet påverkas med tryck vid fortsatt för- skjutning av tryckkolven. Eftersom tryckmediet, exempelvis hydraulolja, är i det närmaste inkompressibelt, uppbyggs ett mycket stort tryckmotstånd i slagverket 17, varigenom ett impulsmoment överförs till den utgående axeln 18 till följd av rotationskroppens 30 svängmassa. För att förhindra blocke- ring av slagverket 17, kan högtryckskammaren 35 dessutom via en ej visad tryckutjämningsledning med instållbart strypmot- stànd vara förbunden med lágtryckskammaren 36.The impulse percussion device 17 reaches its percussion position only when the high-pressure chamber 35 is completely sealed, i.e. when both sealing pairs 57, 59; 58,60 assume the respective closing position, as shown in Figure 3. In the percussion position of the pressure piston 33 shown there is the first sealing pair 57, 59 immediately before leaving their sealing position and the second pair of seals 58,60 have precisely reached their sealing position. The pressure chamber 35 is therefore sealed and the pressure medium is affected by pressure with continued displacement of the pressure piston. Since the pressure medium, for example hydraulic oil, is almost incompressible, a very large pressure resistance is built up in the percussion device 17, whereby a moment of momentum is transmitted to the output shaft 18 as a result of the pivot mass of the rotating body 30. In addition, in order to prevent blockage of the percussion device 17, the high-pressure chamber 35 can be connected to the low-pressure chamber 36 via a pressure equalization line (not shown) with adjustable throttle resistance.

I figur 4 är ett därpå följande slagläge visat, vid vilket det första tätningsparet 57,59 på nytt är öppet, så att i en- lighet med en pil 61 en tryckutjämning möjliggöres mellan högtryckskammaren 35 och lágtryckskammaren 36, trots att det andra tätningsparet 58,60 fortfarande befinner sig i sitt tätningsläge. Beroende på valet av det axiella avståndet och tjockleken hos de två relativt varandra förskjutna tätnings- paren 57,59;58,60 är det möjligt att fastställa det slag- längdsomráde, inom vilket tätningsparen 57,59;58,60 tätar 10 15' 20 25 L) lﬂ 508 315 5 tryckkammaren 35. Detta slaglängdsområde kan även betecknas som tåtningssträcka eller - med avseende på den relativa rotationen hos styrkammen 18 relativt rotationskroppen 30 - som tätningsvinkel. Det är därvid uteslutet att avståndet A mellan en undre tätningskant 63 på den första tätningslisten 57 och en övre tätningskant 64 pá den andra tätningslisten 58 ej är större än ett avstånd B mellan en övre tätningskant 66 pá det första tätningsutspránget 59 och en undre tätningskant 67 på det andra tätningsutsprånget 60.Figure 4 shows a subsequent stroke position, in which the first sealing pair 57,59 is open again, so that according to an arrow 61 a pressure equalization is made possible between the high-pressure chamber 35 and the low-pressure chamber 36, despite the fact that the second sealing pair 58, 60 is still in its sealing position. Depending on the choice of the axial distance and the thickness of the two relatively offset sealing pairs 57,59; 58.60, it is possible to determine the stroke length range within which the sealing pair 57.59; 58.60 seals L) l ﬂ 508 315 5 the pressure chamber 35. This stroke range can also be referred to as the sealing distance or - with respect to the relative rotation of the guide cam 18 relative to the rotating body 30 - as the sealing angle. It is hereby excluded that the distance A between a lower sealing edge 63 on the first sealing strip 57 and an upper sealing edge 64 on the second sealing strip 58 is not greater than a distance B between an upper sealing edge 66 on the first sealing projection 59 and a lower sealing edge 67 on the second sealing projection 60.

I figur 3 visas ett gränsfall, i vilket tätningsvägen är i det närmare noll, dvs A~B gäller. Tätningsutsprángen 59,60 är därvid anordnade motstående varandra på lika höjd på inner- väggen hos rotationskroppen 30. Tätningslisterna 57,58 be- finner sig likaså diametralt motstående varandra och sett i slagriktningen förskjutna i förhållande till varandra. Om tätningslisterna 57,58 i slagriktningen skulle vara mera för- skjutna relativt varandra än vad som visas i figur 3, dvs om A vore större än B, skulle en samtidig tillslutning av båda tätningsparen ej vara möjlig. Omvänt är det möjligt att öka tätningsvägen eller tätningsvinkeln i motsvarande grad genom en minskning av avståndet A mellan tätningskanterna 63,64 hos tätningslisterna 57,58 eller en ökning av avståndet B mellan den övre tätningskanten 66 på det första tätningsutsprånget 59 och den undre tätningskanten 67 på det andra tätningsut- sprànget 60.Figure 3 shows a boundary case, in which the sealing path is close to zero, ie A ~ B applies. The sealing projections 59,60 are then arranged opposite each other at equal heights on the inner wall of the rotating body 30. The sealing strips 57,58 are also located diametrically opposite each other and, seen in the direction of impact, are offset relative to each other. If the sealing strips 57.58 in the direction of impact were to be more offset relative to each other than shown in Figure 3, ie if A were larger than B, a simultaneous closing of both sealing pairs would not be possible. Conversely, it is possible to increase the sealing path or sealing angle correspondingly by decreasing the distance A between the sealing edges 63,64 of the sealing strips 57,58 or an increase of the distance B between the upper sealing edge 66 on the first sealing projection 59 and the lower sealing edge 67 on the second sealing projection 60.

Den i figur 5 visade planvyn sedd uppifrån av tryckkolvens 33 ändparti förtydligar den väsentligen cirkelrunda formen hos tryckkolven 33, som på sin mot tryckutjämningsöppningen 54 vända sida har en stegformad ansats 65. Tryckutjämningsöpp- ningarna 53,54 har vardera väsentligen formen av en skära och är utformade som urtag i en innervägg 38 hos rotationskroppen 30. Dessa urtag slutar emellertid i höjd med tâtningsut- sprången 59,60 (punktstreckat i figur 5) så att innerväggen 38a hos rotationskroppen 30 där har ett väsentligen cylind- riskt tvärsnitt.The plan view shown in Figure 5 seen from above of the end portion of the pressure piston 33 clarifies the substantially circular shape of the pressure piston 33, which on its side facing the pressure equalization opening 54 has a stepped shoulder 65. The pressure equalization openings 53, 54 are each substantially in the shape of a insert and formed as recesses in an inner wall 38 of the rotating body 30. However, these recesses end at the height of the sealing projections 59,60 (dotted in Figure 5) so that the inner wall 38a of the rotating body 30 there has a substantially cylindrical cross-section.

Claims

10 15 25 25 25 35 508 515 5 Patent claims

Impulse screwdriver with an input shaft (16), which is rotatable by means of a drive motor (12) via a drive shaft (13), an output shaft (18), which is rotatably connected to a tool holder (19) for a screw tool, and a hydraulic impulse percussion device (17), via which the input shaft (16) is coupled to the output shaft (18) and which has a rotating body (30), in which at least one pressure piston (33) is controlled, which in a rotational movement of the input shaft (16) relative to the output shaft (18) performs a striking movement, whereby a pressure medium present in a pressure chamber (35) in the rotating body (30) is actuated by a pressure from the pressure piston (33), characterized in that the pressure piston ( 33) is provided with at least two sealing strips (57,58), each of which forms a pair of seals (S7,59; 58,60) with each in the direction of rotation (30) firmly anchored, extending sealing projections (limited in the direction of impact). 59,60), the sealing pair (57, 59; 58.60), seen in the direction of impact of the pressure piston (33) are arranged offset relative to each other in such a way that the strips (57, 58) and the sealing projections (59, 60) of each pair are completely opposite to each other in the offset stroke positions of the pressure piston (33) relative to the other pair, and that the pressure chamber (35) is sealed in a predetermined stroke range by means of a radial covering of the sealing strips (57,58) with associated sealing projections (59,60).

Screwdriver according to claim 1, characterized in that the sealing strips (57, 58) on an outer circumference (37) of the pressure piston (33) and the sealing projections (59, 60) on an inner wall (38) of the rotating body (30) , are list-shaped.

Screwdriver according to Claim 2, characterized in that the sealing strips (57, 58) and the sealing projections (59, 60) are arranged diametrically opposite one another.

Screwdriver according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing projections (59, 60), seen in the direction of impact of the pressure piston (33), are located at the same height, while the sealing strips (57, 58) are arranged axially offset relative to each other so that a first sealing strip (57) is located closer to an end (62) of the pressure piston (33) facing the pressure chamber than a second sealing strip (58).

Screwdriver according to Claim 4, characterized in that the distance A between a lower sealing edge (63) on the first sealing strip (57) and an upper sealing edge (64) on the second sealing strip (58) is not greater than a distance B between an upper sealing edge (66) on a first sealing projection (59) and a lower sealing edge (67) on a second sealing projection (60).