SE511037C2 - Pneumatisk kraftmutterdragare med justerbar utloppsstrypning - Google Patents

Description

511 057 tillfredsställande. Den manuellt justerbara typen av ventil är behäftad med nackdelen att stryparean som ställts in före starten av verktyget förorsakar en utloppsflödes- strypning och en motorhastighetsbegränsning inte bara vid tomgàngskörning och under làgbelastningsförhållanden utan ger som resultat ocksa en effektbegränsning vid laga hastighetsnivàer, d.v.s. under den slutliga àtdragningen av ett skruvförband. Detta innebär att mutterdragarens fulla kapacitet inte är tillgänglig under det slutliga at- dragningssteget.

Det självjusterande typen av strypventil har a andra sidan visat sig vara mycket svàr att fä att fungera tillfredsställande i vissa lufttrycks- och utloppsflödesintervall. Den är alltsa mycket känslig för förändringar i utloppsflödets storlek och har en tendens att strypa flödet för mycket eller för lite. Den avsedda automatiska och kontinuerligt självjusterande funktionen hos denna typ av ventil är mycket svar att uppná.

För att ástadkomma en automatiskt justerbar utloppsflödesstrypande ventil genom vilken de ovan diskuterade problemen undviks föreslar föreliggande uppfinning en kraftmutterdragare försedd med en automatisk tryckstyrd strypventil sàsom anges i de följande patentkraven.

Föredragna utföringsformer av uppfinningen beskrivs i detalj nedan under hänvisning till bifogade ritningar.

Ritningsförteckning: Fig l visar en delvis skuren sidovy av en pneumatisk kraftmutterdragare enligt uppfinningen. 97706-981221 .511 037 Fig 2 visar ett längsgäende snitt genom en utloppsflödesstrypventil enligt en utföringsform av uppfinningen.

Fig 3 visar ett längsgående snitt genom en utloppsflödesstrypventil enligt en alternativ utföringsform av uppfinningen.

Fig 4 visar schematiskt en pneumatisk ledningskrets hos en kraftmutterdragare enligt uppfinningen.

Fig 5 viasar schematiskt den pneumatiska ledningskretsen enligt en alternativ utföringsform av uppfinningen.

Kraftmutterdragaren som visas pà ritningarna innefattar ett hus ll försett med ett handtag 12, en reverserbar pneumatisk rotationsmotor (icke visad i detalj) som är drivförbunden med en utgàende axel 13, en tryckluftinlopps- kanal 14 anslutbar till en trycklufttillförselledning via en slanganslutning 15, samt en utloppskanal 16 för avloppsluft.

Trycklufttillförseln till motorn styrs av en pàdragsventil 18 (icke visad i detalj), vilken är placerad i luft- inloppskanalen 14 och som är manövrerbar medelst en tryckknapp av avtryckartyp. Nedströms pádragsventilen 18 finns en reverseringsventil 19 (icke visad i detalj) vilken är manuellt omställbar medelst en knopp ovanpá huset 11.

Genom reverseringsventilen 19 kan trycklufttillförseln till motorn ställas om för att fà motorn att ändra rotations- riktning. Detta beskrivs mer detaljerat nedan i anslutning till Fig.4 och 5.

Vid utloppskanalens 16 nedströmsände är monterad en utloppsflödet styrande enhet 20 vilken innefattar utloppsöppningar 21, en avloppsljuddämpande hylsa 22 och en 97706-990309 511 037 automatisk utloppsflödesstrypande ventil 24. Enheten 20 som bildar del av utloppskanalen 16 innefattar ett cylindriskt hus 26 försett med ett gängat halsparti 27 medelst vilket enheten 20 är fastmonterat vid handtagets 12 nedre ände.

Den avloppsljuddämpande hylsan 22 innefattar ett inre element av ett poröst sintrat plastmaterial som omges av ett nät av mässingstràd.

Den avloppsflödesstrypande ventilen enligt uppfinningen som visas i Pig 2 innefattar ett rörformigt ventilelement 28 vilket är rörligt styrt pà en spindel 29. Den senare sträcker sig koaxiellt genom huset 26 och är fast förbunden med en tvärgäende ändvägg 30 placerad vid den nedre änden av huset 26. Ändväggen 30 är låst relativt huset 26 medelst en låsring 31 monterad i ett periferiellt spår 32 i huset 26. Spindeln 29 är låst relativt ändväggen 30 medelst en skruv 33 som är igängad i ett koaxialt gängat hàl 34 i spindeln 29. Skruven 33 har ett huvud 35 som vilar mot ett ringformigt skruvelement 36. Det senare är igängat i en koncentrisk borrning 37 hos ett ändstycke 38 vilket vilar mot den nedre änden av huset 26. Genom ätdragning av skruven 33, förankras spindeln 29 stumt relativt ändväggen 32, och ästadkommes fastklämning av ändstycket 38 mot huset 26, varjämte skruvelementet 36 läses mot rotation.

Ventilelementet 28 innefattar ett vidare parti 39 som är tätande styrt på en grövre sektion 40 av spindeln 29, samt ett smalare parti 41 som är styrt pä spindeln 29. Mellan dessa två partier 39 och 41 bildas en ringformig ansats 42.

Vid sin övre ände är ventilelementet 28 utformat med en ringformig tätningsyta 43 för samverkan med ett ringformigt säte 44 bildat av en ansats 45 på ett halsparti av huset 26. En skruvfjäder 46 är anordnad att utöva en ställkraft på ventilelementet 28 i dettas stängningsriktning. 97706-98 1221 511 037 Ventilelementet 28 är utformat med en yttre ringformig fläns 47 för samverkan med fjädern 46.

Vid sin motsatta ände vilar fjädern 46 pà ett ringelement 48 som via tre eller fler stödpinnar 49 är uppburet pà skruvelementet 36. Stödpinnarna 49 är rörligt styrda i öppningar 50 i ändväggen 30. Dä skruvelementet 36 inte är läst av skruven 33 kan det justeras axiellt i borrningen 37 för att därigenom förändra läget hos ringelementet 48 och följaktligen förspänningen eller ställkraften hos fjädern 46. Dä skruvelementet 36 är inställt i ett önskat läge läses det genom àtdragning av skruven 33.

Spindeln 29 är utformad med en uppát öppen koaxiell borrning 52 som via radiella häl 53 kommunicerar med en ringformig aktiveringskammare 54 som bildas mellan ansatsen 42 pá ventilelementet 28 och den grövre sektionen 40 av spindeln 29. Denna aktiveringskammare 54 är anordnad att kommunicera med tryckluftinloppskanalen 14 hos verktyget för att generera en öppningskraft pà ventilelementet 28 i relation till det aktuella lufttrycket uppströms motorn.

Ansatsen 42 bildar en aktiveringsyta pà vilken tryckluften verkar.

För att ástadkomma en kommunikation mellan spindelborrningen 52 och luftinloppskanalen 14 är den övre änden av spindeln 29 försedd med en slanganslutning 55 i vilken en flexible slang 56 är införd och fastsatt.

Slanganslutningen 55 innefattar ett förslutningsstycke 57 som är gängat pá den övre änden av spindeln 29, och en O- ring 58 placerad inuti förslutningsstycket 57.

Förslutningsstycket 57 bildar ett radiellt stöd för O- ringen 58, varigenom slangen 56 är friktionslást och avtätad genom radiellt inspänning mot O-ringen 58. 97706-981221 511 037 Da kraftmutterdragaren är i drift är den utgaende axeln 13 ansluten till ett skruvförband för atdragning och luftinloppskanalen 14 är ansluten till en tryckluftkälla via slanganslutningen 15. Genom manövrering av padragsventilen 18 förses motorn med tryckluft och börjar rotera den utgaende axeln 13. Under det initiala steget av atdragningsprocessen är momentmotstandet fran skruvförbandet mycket lagt och rotationshastigheten liksom luftflödet genom motorn tenderar att öka snabbt. Detta innebär att mottrycket fran motorn eller matningstrycket i inloppskanalen 14 är relativt lagt.

Detta relativt laga inloppstryck under den initial driftsekvensen resulterar i ett relativt lagt tryck som överförs via den flexibla slangen 56 och borrningarna 52 och 53 till aktiveringskammaren 54. Detta laga aktiveringstryck är inte högre än att det förmar förskjuta ventilelmentet 28 endast ett kort stycke bort fran ventilsätet 44, varvid endast ett begränsat luftflöde släpps igenom. Den pneumatiska aktiveringskraften som verkar pa aktiveringsytan 42 balanseras av ställkraften fran fjädern 46. Denna begränsade öppning av ventilen 28 resulterar emellertid i en väsentlig strypning av avloppsflödet fran motorn, och till följd av en motsvarande ökning av motorns utloppstryck begränsas väsentligt motorns lagbelastningshastighet. Den initiala nedgängnings- hastigheten hos skruvförbandet skulle annars vara mycket hög och risken för överdragning av ett stumt förband skulle ha varit stor beroende pa den höga kinetiska energi som upplagrats i verktygets roterande delar.

Da atdragningsprocessen fortskrider ökar momentmotstandet fran skruvförbandet, och trycket i luftinloppskanalen 14 ökar i motsvarande grad. Detta resulterar i att lufttrycket i aktiveringskammaren 54 ocksa ökar och att ventilelementet 28 förskjuts ytterligare i riktning fran ventilsätet 44, 97706-981221 511 057 varigenom en ökning av utloppsflödet och en reducering av motorns utloppstryck uppnäs. Vid det slutliga ätdragningssteget, dvs. dä man närmar sig mälmomentniván, är motorns matningstryck pà sin maximala nivà och ventilen 24 är fullt öppen, varigenom utloppsflödet är ostrypt.

Detta innebär att motorn är i stand att arbeta med sin fulla effekt och sin fulla effekt kapacitet.

Om det blir nödvändigt att ändra ställkraften pà fjädern 46 och därigenom fä en nagot förändrad karaktäristik pä flödesstrypningen lossas skruven 33 och skruvelementet 36 justeras. Genom att förflytta skruvelementet 36 inàt i borrningen 37 förskjuts stödpinnarna 49 och ringelementet 48 uppàt, varigenom ástadkommes en ökning av förspänningsniván pà fjädern 46 och därigenom en respons hos ventilen 24 för högre trycknivàer. För att öka känsligheten hos den flödesstrypande ventilen 24 skall skruven 36 förflyttas nedàt. Efter justering av ställkraften hos fjädern 46 àtdrages skruven 33 pà nytt för att läsa skruvelementet 36 i önskat inställningsläge.

I Fig 3 visas en altenativ utföringsform av den utloppsflödesstyrande enheten 60 vilken har ett nagot annorlunda arbetssätt. Denna enhet innefattar ett cylindriskt hus 61 som är utformat med ett gängat halsparti 62 för montering pà verktygshyset 11, utloppsöppningar 63, en ljuddämparhylsa 64 samt en utloppsflödesstrypande ventil 66. Ljuddämparen är av samma typ som den som beskrivs i det ovannämnda exemplet.

Vid sin nedre ände, motsatt halspartiet 62, är huset 61 försett med en ändvägg 68 som innefattar en central fattning 69 och som är läst relativt huset 61 medelst en làsring 70 monterad i ett spar 71 i huset 61. Fattningen 69 har ett gängat hàl 67 för samverkan med ett nedre gängat ändparti 72 av en styrspindel 73 vilken sträcker sig 97706981221 511 037 koaxiellt genom hust 61 och är axiellt justerbart med hjälp av det gängade partiet 72.

Pä spindeln 73 är förskjutbart styrt ett rörformigt ventilelement 75 som är utformat med ett ventilhuvud 76 uppvisande en konisk yttre yta 77 för tätande samverkan med ett säte 78 vid den övre änden av halspartiet 62. Ett ändförslutningsstycke 74 är pagängat pä den bakre änden av spindeln 73 och anordnat att begränsa Ventilelementets 75 öppningsrörelse. Ventilelementet 75 uppvisar dessutom ett centralt midjeaparti 79 och ett nedre utvidgat parti 80. En ringmutter 81 är gängförbunden med den nedre änden av det utvidgade partiet 80 och bildar ett stöd för ventilelementets ställkraftfjäder 82. Den senare vilar mot en ansats 83 i huset 61. Det utvidgade partiet 80 av ventilelementet 75 är dessutom försett med en invändig gänga för montering av ett koppformigt ändstycke 84.

Tillsammans med en inre ansats 86 i ventilelementet 75, vilken bildar en första aktiveringsyta, bildar ändstycket 84 en aktiveringskammare 87. Den senare förses med tryckluft via en koaxiell borrning 88 i spindeln 69 och en flexibel slang 85 vilken förbinder den övre änden av spindeln 69 med verktygets tryckluftinloppskanal 14. Denna tryckluftskommunikation är mycket lik den i den ovan beskrivna utföringsformen och fordrar ingen ytterligare detaljerad beskrivning.

Pà samma sätt som i den föregàende utföringsformen av uppfinningen öppnar den utloppsflödesstrypande ventilen 66 enligt denna utföringsform en flödesarea i förhållande till det ökande motormatningstrycket vilket tillföres aktiveringskammaren 87, varigenom ventilelementet 75 balanseras mellan motormatningstrycket och ställkraften hos fjädern 82. 97706-981221 037 Till skillnad fràn den föregàende utföringsformen är emellertid detta ventilelement 75 försett med en andra aktiveringsyta 89 bildat pà den övre änden av ventilelementets huvud 76. Denna andra aktiveringsyta 89 utsätts för avloppslufttrycket som därvid genererar en kraft som verkar i ventilelementets 75 stängningsriktning.

Ventilelementet 75 är alltsa balanserat mellan motorns matningstryck som verkar pá den första aktiveringsytan 86 i en riktning och ställkraften hos fjädern 82 tillsammans med avloppslufttrycket som verkar pà den andra aktiveringsytan 89 i den motsatta riktningen.

I jämförelse med den först beskrivna utföringsformen är denna ventil 66 känsligare för motorns hastighet och momentbelastning, ty vid lág motorbelastning tenderar motorns hastighet och avloppstryck att höjas under det att motorns matningstryck är lagt. Detta innebär att stängningskraften som verkar pà ventilelementet 75 förstärks. En motsvarande förstärkning av ventilaktiveringen àstadkommes vid höga motorbelastningsförhàllanden, ty det ökade motormatningstrycket som verkar pá den första aktiveringsytan 86 förstärks dä av ett sjunkande avloppstryck som verkar pà den andra aktiveringsytan 89.

Denna alternativa utföringsform av flödesstrypningsventilen för utloppsluften medger också justering av ett antal driftsparametrar. Fjäderkraften kan alltsà justeras genom förflyttning av ringmuttern 81 relativt ventilelementet 75.

Därigenom kan förspänningen av fjädern 82 varieras.

Det är ocksa möjligt att ställa in bade flödesareorna för minimiflödet och maximiflödet hos ventilen 66 genom justering av tvà motstàende ändstopp för ventilelementet 75. Minimiflödesarean bestäms sàledes av det koppformiga ändpartiet 84 i dess anliggning mot en ansats 91 pa 977%?-981221 37 10 spindeln 73, och genom justering av det axiella läget hos spindeln 73 definieras det lägre ändläget hos ventilelementet 75. Ventilelementets huvud 76 förhindras därigenom frán tätande anliggning mot sätet 78, och en viss minimiflödesarea garanteras.

En maximal flödesarea bestäms av läget hos ändförslutningsstycket 74 relativt spindeln 73. Genom justering av läget hos ändförslutningsstycket 74 begränsas ventilelementets 75 rörelse i öppningsriktningen, varigenom ástadkommes en önskad maximumflödesarea.

För att tydligare illustrera motorns arbetsegenskaper visar Fig 4 och 5 tva alternativa pneumatiska kopplingskretsar för en reversibel kraftmutterdragare.

I Pig 4 framgàr det att verktygets motor har tvá serviceportar A och B och en huvudutloppsport C. Eftersom motorn är av den reversibla typen, vilket illustreras av tva motsatt riktade pilar, fungerar serviceportarna A och B alternativt som inloppsportar eller som sekundära utloppsportar. Reverseringsventilen 19, vilken är ansluten till en tryckluftkälla S via pàdragsventilen 18, matar tryckluft alternativt till port A eller port B. Den andra av portarna A och B, vilken alltsà inte matas med tryckluft, fungerar som sekundär utloppsport. För att tillförsäkra att tryckluft tillföres den flödesstrypande ventilen 24 oberoende av det aktuella läget hos reverseringsventilen är den första aktiveringsytan pà ventilelementet förbunden via slangen 56 med luftinloppskanalen 14 uppströms om reverseringsventilen 19.

I Fig 5 illustreras en alternativ pneumatisk ledningskrets för kraftmutterdragaren där den första aktiveringsytan 42 hos ventilelementet hos den flödesstrypande ventilen 24 är ansluten nedströms om reverseringsventilen 19. För att fà 97706-981221 511 037 11 ut motormatningstrycket vilket läge reverseringsventilen än har är det anordnat en automatisk skyttelventil X. Denna ventil öppnar alltid för det högsta trycket och tillförsäkrar en säker funktion hos flödesstrypande ventilen 24 i báda rotationsriktningarna.

I de báda ovan illustrerade ledningskretsarna är avloppsluftens utloppsflöde fràn motorn automatiskt och kontinuerligt strypt i relation till det minskade motormatningstrycket genom att det senare är pàfört en aktiveringsyta pà det flödesstrypande ventilelementet för att förflytta det senare mot öppet läge mot verkan av ställfjädern.

Valet mellan de tvà illustrerade alternativa motormatningstryckanslutningarna som illustreras i Fig 4 och 5 beror pá den speciella utformningen hos den aktuella kraftmutterdragaren. I ett fall kan det vara enklare att ansluta tryckledningen frán den flödesstrypande ventilen uppströms om reverseringsventilen 19 i ett annat fall kan det vara enklare att ansluta den nedströms därom.

Uppfinningen är inte begränsad till de ovan beskrivna exemplen utan kan fritt varieras inom ramen för uppfinningen.

Det bör pàpekas att uppfinningen är lämplig för användning vid impulsmutterdragare där den automatiska tryckstyrda utloppsflödesstrypningen är fördelaktig genom att den förhindrar verktyget frán att förorsaka överdragning av stumma förband vid den allra första avgivna impulsen. I de fall impulsmutterdragarna är försedd med en automatisk avstängningsanordning förhindrar avloppsflödesstrypningsanordningen enligt uppfinningen en för tidig avstängning av verktygsmotorn.

Claims (9)

97706-981221 511 057 12 Patentkrav.

1. Pneumatisk kraftmutterdragare, innefattande ett hus (11), en pneumatisk rotationsmotor drivförbunden med en utgáende axel (13), en tryckluftinloppskanal (14) och en utloppskanal (16) för avloppsluft anordnade i huset (11) och anslutna till motorn, en manuellt styrd padragsventil (18) placerad i luftinloppskanalen (14), Samt en justerbar strypningsventil (28; 66) för avloppsluftens utloppsflöde vilken är placerad i nämnda utloppskanal (16) för styrning av motorns utloppstryck, k ä n n e t e c k n a d a v att den flödesstrypande ventilen (28;66) innefattar ett ventilsäte (44;78) fast anordnat relativt huset (11), samt ett ventilelement (28;75) som är fritt rörligt relativt huset (11) och anordnat att samverka med ventilsätet (44;78), varvid ventilelementet (28;75) har en första aktiveringsyta (42;86) som kommunicerar med nämnda luftinloppskanal (14) nedströms padragsventilen (18) och som är anordnad att utöva en till inloppstrycket relaterad aktiveringskraft pà ventilelementet (28;75) i riktning bort från ventilsätet (44;78), samt en fjäder (46;82) anordnat att belasta ventilelementet (28;75) i riktning mot ventilsätet (44;78).

2. Kraftmutterdragare enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d a V att motorn är reverserbar och uppvisar tva alternativa luftinloppsportar (A;B), en reverseringsventil (19) placerad mellan pádragsventilen (18) och motorn för anslutning av luftinloppskanalen (18) till endera av nämnda tvà alternativa inloppsportar (A;B), varvid den första aktiveringsytan (42;86) kommunicerar med luftinloppskanalen (14) uppströms om reverseringsventilen (19).

3. Kraftmutterdragare enligt kravet 1, 97706-981221 511 037 13 k ä n n e t e c k n a d a v att motorn är reverserbar och försedd med tvá alternativa luftinloppsportar (A;B), en reverseringsventil (19) placerad mellan pádragsventilen (18) och motorn för anslutning av inloppskanalen (14) till endera av sagda tva inloppsportar (A;B), varvid nämnda första aktiveringsyta (42;86) kommunicerar alternativt med endera av nämnda inloppsportar (A;B) via en automatisk skyttelventil (X).

4. Kraftmutterdragare enligt nagot av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d a v att ventilelementet (75) innefattar en andra aktiveringsyta (89) vilken kommunicerar med utloppskanalen (16) och är anordnad att utöva en avloppstrycket motsvarande ställkraft pà ventilelementet (75) i riktning mot ventilsätet (78).

5. Kraftmutterdragare enligt nagot av kraven l-4, k ä n n e t e c k n a d a v att ventilelementet (28;75) är rörformigt, och att ventilsätet (44;78) är ringformigt och placerat i nämnda utloppskanal (16).

6. Kraftmutterdragare enligt nagot av kraven l-5, k ä n n e t e c k n a d a v att utloppskanalen (16) innefattar en utloppsflödesdiffusor (20;60) monterat utvändigt pà huset (ll), varvid den flödesstrypande ventilen (24, 66) är anordnad inuti nämnda utloppsflödesdiffusor (20;60).

7. Kraftmutterdragare enligt kravet 6, k ä n n e t e c k n a d a v att utloppsflödesdiffusorn (20;60) innefattar ett cylindriskt hus (26;6l) som vid sin ena ände är försett med ett koaxiellt rörformigt halsparti (27;62) för anslutning till huset (ll) och som vid sin motsatta ände uppvisar en tvärgaende ändvägg (30;68), samt en spindel (29;73) som är fast monterad i nämnda ändvägg (30;68) och sträcker sig koaxiellt genom sàväl huset 97706-990309 511 037 14 (26;6l) som halspartiet (27;62) för bildande av en styrning för nämnda ventilelement (28;75).

8. Kraftmutterdragare enligt kravet 7, k ä n n e t e c k n a d a v att ventilsätet (78) är anordnat i nämnd halsparti (62).

9. Kraftmutterdragare enligt kravet 7 eller 8, k ä n n e t e c k n a d a v att fjädern (46) är av skruvtyp och anordnad att vila mot ett ringelement (48) som via tre eller fler axiellt sig sträckande stödpinnar (49) stöder mot ett justerbart skruvelement (36) placerat på utsidan av nämnda tvärgàende vägg (30), varvid nämnda stödpinnar (49) är rörligt styrda i urtagningar (SO) i den tvärgående väggen (30) och anordnade att överföra axiell rörelse från skruvelementet (36) till ringelementet (48) för inställning av ställkraften på fjädern (46).