SE520916C2 - Mutterdragare med momentkoppling med utlösningssensor för kraftavstängning - Google Patents

Description

520 916 momentbegränsningskoppling som är anordnad mellan kuggkransen hos en planetreduktionsväxel och verktygshuset.

Detta koncept är emellertid mindre fördelaktigt genom att den urkopplingsavkännande brytaren aktiveras av en koppling som inte är en in-line koppling, dvs. kopplingen överför inte det drivande momentet. Detta resulterar i en långsammare och mindre noggrann urkopplingsfunktion och dito avkänning.

I US patentet 3,608,686 beskrivs en momentberoende in-line koppling med en överlastavkännande mikrobrytare avsedd att förhindra skador på maskinverktygsdelar genom att initiera en bortkoppling av drivmotorn. En nackdel förknippad med denna anordning hänför sig till den indistinkta funktionen hos brytaren beroende på en ganska kort och långsam axiell urkopplingsrörelse hos kopplingsdelarna. Detta resulterar i en mindre noggrann avkänningssignal. En annan nackdel hos denna kända anordning är den kontinuerliga glidkontakten mellan den stationära mikrobrytararmen och den roterade kopplingen, vilket oundvikligen resulterar i ett friktionsslitage av dessa delar.

En nackdel som också hänför sig till den kopplingsmanövrerade brytaren som visas i US patentet 4,23l,27O beror på det faktum att isärkopplingsrörelsen hos kopplingen är ganska kort och att brytaren måste aktiveras någonstans under denna rörelse. Beroende pà denna korta aktiveringsrörelse måste brytaren vara mycket noggrant justerad för att tillförsäkra en korrekt aktivering. Detta gör urkopplingsavkänningen och avstängningsmekanismen känslig och mindre tillförlitlig.

Det huvudsakliga ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma en kraftmutterdragare vid vilken de ovannämnda problemen undviks genom införande av en momentöverförande koppling med en urkopplingsavkännande anordning som 520 916 uppvisar en distinkt och säker avstängningsinitierande rörelse.

Ytterligare ändamål och fördelar med uppfinningen framgår av den följande beskrivningen och patentkraven.

En föredragen utföringsform av uppfinningen beskrivs nedan i detalj med hänvisning till bifogade ritningsfigurer.

Ritningsförteckning: Fig 1 visar en delvis skuren sidovy av en kraftmutterdragare enligt uppfinningen.

Fig 2a visar schematiskt ett longitudinellt snitt genom momentutlösningskopplingen och den avstängningsinitierande mekanismen hos verktyget i Fig 1 och illustrerar mekanismen i ett làgmomentläge.

Fig 2b illustrerar mekanismen i Fig 2a i isärkopplingsläget.

Fig 2c illustrerar mekanismen i Fig 2a i det avstängningsinitierande läget.

Fig 3a visar en delvy av de momentöverförande kulorna och kopplingsfickorna i deras làgmomentöverförande lägen.

Fig 3b visar vyn i Fig 3a men illustrerar början av urkopplingsrörelsen hos kopplingen.

Fig 3c visar en vyn i Fig 3a men illustrerar det fullt isärkopplade läget hos kopplingen.

Kraftmutterdragaren som visas i Fig 1 innefattar en batteridriven elektrisk motor 10 styrd av en manuellt manövrerad till/fràn brytare (icke visad) och en automatiskt fungerande avstängningsbrytare (icke visad).

Mutterdragaren innefattar vidare ett hus 11 uppdelat i en främre sektion 12 och en bakre sektion 13. I den bakre sektionen 13 finns placerat en dubbel reduktionsväxel av planettyp innefattande ett första steg 14 med ett solhjul 15 som roteras av den utgående axeln 16 hos motorn 10, ett antal planethjul 17 lagrade pà en planethjulshàllare 18 520 916 samt en kuggkrans 19 fast anbragt i huset ll. Ett andra steg 20 innefattar ett solhjul 21 utformat pà planethjulshàllaren 18, ett antal planethjul 22 lagrade på en planethjulshàllare 23 och ingripande med kuggkransen 19 vilken alltså är gemensam för bàda växelstegen. Sàsom illustreras i Fig 1 är planethjulshàllaren 23 hos det andra steget 20 ansluten via ett kopplingselement 24 till en drivande kopplingshalva 25 hos en momentberoende utlösningskoppling 26.

Kopplingen 26 innefattar dessutom en driven kopplingshalva 27 som är utformad i ett stycke med mutterdragarens utgående axel 28 och skruvmejselhàllare 29. Den drivna kopplingshalvan 27 innefattar ett ringformigt tryckelement 30, ett antal momentöverförande kulor 31, en tryckfjäder 32 för förbelastning av tryckelementet 30 mot kulorna 31 samt ett justerbart fjäderstöd 33. Det senare är axiellt uppstött av en ringmutter 34 som är pàgängad den utgående axeln 28. Tryckelementet 30 liksom den drivande kopplingshalvan 25 är försedda med fickor 35 resp. 36 för upptagande av kulorna 31 och för överföring av moment mellan kopplingshalvorna 25 och 27 pà ett konventionellt sätt. Fickorna 35, 36 är utformade med sluttande väggar som tillsammans med kulorna 31 àstadkommer en axiell förskjutning av tryckelementet 30 dà kopplingshalvorna 25, 26 rotationsförskjuts relativt varandra vid en förutbestämd momentnivà. Se Fig 3a-c.

Vidare återfinns mellan den drivna kopplingshalvan 27 och tryckelementet 30 en kulstyrningsförbindning 38 för möjliggörande av en samtidig momentöverföring och axiell förskjutning mellan tryckelmentet 30 och den drivna kopplingshalvan 27.

Tryckelementet 30 är försett med en rörhylsa 39 som sträcker sig bakåt fràn tryckelementet 30 till ändanliggning mot ett aktiveringselement 40. Det senare är 520 916 gjort av stål och innefattar ett bakätriktat halsparti 41 och ett kragparti 42. Halspartiet 41 är rörligt styrt pä en yttre cylindrisk yta 43 hos kuggkransen 19, och en inre del av kragpartiet 42 är avsedd för ändanliggning av den bakre änden hos rörhylsan 39. Ett antal magneter 44 är monterade i ett gemensamt plan och i en cirkel i den bakre änden av den främre hussektionen 12 och anordnade att generera en dragkraft pà aktiveringselementets 40 kragparti 42.

I den bakre hussektionen 13 finns monterat en avstängningsbrytare 46 som är anordnad att aktiveras av aktiveringselementet 40. Avstängningsbrytaren 46 är företrädesvis av en kontaktlös Hall-elementtyp som aktiveras av blotta närvaron av aktiveringselementets 40 halsparti 41.

Vid drift av mutterdragaren, närmare bestämt under den initiala nedgängningsfasen hos en skruvförbandsàtdragningsprocess överförs det av motorn 10 levererade vridmomentet via den utgående axeln 17 och reduktionsväxelstegen 14, 20 och kopplingselementet 24 till den drivande kopplingshalvan 25. Därefter överförs momentet via kulorna 31 och tryckelementet 30 till den utgäende axeln 28 och vidare till skruvförbandet som befinner sig under àtdragning via skruvmejselhällaren 29.

Till att börja med är reaktionsmomentet fràn skruvförbandet tillräckligt làgt för att fä kulorna 31 att inte klättra upp efter de sluttande väggarna hos fickorna 35, 36 hos tryckelementet 30 och resp. den drivande kopplingshalvan 25, mot ställkraften hos fjädern 32. I detta stadium av àtdragningsprocessen, vilket illustreras i Fig 2a, intar aktiveringselementet 40 sitt inaktiva läge i vilket det är tillbakadraget mot änden av rörhylsan 39 av magneterna 44.

Dä reaktionsmomentet fràn skruvförbandet stiger till en viss nivá kommer kamverkan mellan de sluttande väggarna pä 520 916 fickorna 35, 36 och kulorna 27 att fà tryckelementet 30 att röra sig axiellt (till höger i Figs. 2a-c) mot ställkraften hos fjädern 32. Detta resulterar i en påföljande rörelse hos rörhylsan 39 liksom hos aktiveringselementet 40 under verkan av magneterna 44 tills aktiveringselementet 40 kommer i kontakt med magneterna 44. Detta läge illustreras i Fig 2b.

Vid fortsatt rotation av den drivande kopplingshalvan 25 kommer kulorna 31 att klättra uppför de slutande väggarna hos fickorna 35, 36 i den drivande kopplingshalvan 25 och tryckelementet 30 och passera topplägen innan de faller ner i nästkommande fickor, på vanligt sätt vid denna typ av koppling. Under denna slutliga isärkopplingsrörelse hos tryckelementet 30 avbryts ändanliggningen mellan rörhylsan 39 och aktiveringselementet 40 och ett gap bildas däremellan. (Icke visat). Dä kulorna 31 därefter faller ner i nästkommande fickor accelereras emellertid tryckelementet 30 mycket abrubt av kraften hos fjädern 32. Detta innebär att tryckelementet 30, rörhylsan 39 och aktiveringselementet 40 också accelereras häftigt, och då tryckelementet 30 och rörhylsan 39 stoppas då kulorna 31 när botten pà de nya fickorna kommer aktiveringselementet 40 självt att fortsätta sin rörelse av sin levande kraft (till vänster i Fig 2a-c) för att nà sitt aktiva läge, bortom det inaktiva làgmomentläget som visas i Fig 2a.

Därvid kommer halspartiet 41 i ett läge mitt för brytaren 46, vilket fär den senare att avge en signal för att initiera avstängning av motorn 10. Se Fig 2c.

Eftersom ett gap bildades mellan rörhylsans 39 bakre ände och aktiveringselementet 40 har rörhylsan 39 redan fätt en viss hastighet dä den pà nytt kommer till anliggning mot aktiveringselementet 40, varvid uppstår en slagenergiöverföring till aktiveringselementet 40. Detta ger aktiveringselementet 40 en tillräcklig rörelseenergi 520 916 för att på egen hand nå sitt aktiva läge i samverkan med sensorn 46.

Efter att sålunda ha kastats bakåt till sitt aktiva brytaraktiverande läge återvänder aktiveringselementet 40 omedelbart till sitt inaktiva läge av dragkraften hos magneterna 44. Se Fig 2a. I detta läge har aktiveringselementet 40 återupptagit sin ändanliggning mot rörhylsan 39.

Genom att anordna aktiveringselementet 40 fritt rörligt i kopplingens inkopplingsriktning uppnås en distinkt och förlängd aktiveringsrörelse hos aktiveringselementet 40 så att aktiveringen av den avstängningsinitierande brytaren 46 distinkt och säkert indikerar att kopplingen verkligen har löst ut och att den därmed avsedda momentnivàn har uppnåtts.

I den ovan beskrivna utföringsformen av uppfinningen används visserligen en brytare av Hall-typ för åstadkommande av en kontaktfri aktivering, men uppfinningen är inte begränsad till denna typ av brytare. En kontaktfri aktivering är emellertid att föredra eftersom den inte utsätts för mekaniskt slitage.

Inte heller är uppfinningen begränsad till användningen av magneter för ställkraftbelastning av aktiveringselementet 40 i riktning mot dettas inaktiva läge. Alternativt kan olika typer av fjädrar användas. Magneterna är dock att föredra eftersom de inte är exponerade för utmattningsbelastningar.

Claims (6)

520 916 ziïlš.-fïïiïß*ïlïï Batentkrayi

1. Kraftmutterdragare med momentberoende drivkraftavstängning, innefattande ett hus (l1,l2,13), en rotationsmotor (10), en utgäende axel (28), en momentberoende utlösningskoppling (26) för överföring av moment frän motorn (10) till den utgående axeln (28), varvid kopplingen (26) inkluderar en drivande kopplingshalva (25), en driven kopplingshalva (27,30,39), en kammekanism (3l,35,36) för överföring av moment mellan den drivande kopplingshalvan (25) och den drivna kopplingshalvan (27,30,39), en första av nämnda kopplingshalvor (27,30,39) är axiellt rörlig av kammekanismen (3l,35,36) i isärkopplande riktning från ett inkopplat läge till ett isärkopplat läge, och en fjäder (32) är anordnad att utöva en ställkraft för förskjutning av nämnda första kopplingshalva (27,30,39) i inkopplingsriktningen, samt en utlösningsavkännande anordning (40,46) för samverkan med nämnda första kopplingshalva (27,30,39), k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda utlösningsavkännnade anordning (49,46) innefattar: en signalavgivande sensor (46) monterad i huset (1l,l2, 13), ett aktiveringselement (40) rörligt mellan ett inaktivt läge och ett aktivt läge i vilket det samverkar med nämnda sensor (46), aktiveringselementet (40) belastas av en ställkraftlevererande anordning (44) till en kontaktanliggning mot nämnda första kopplingshalva (27,30,39) för att inta sitt inaktiva läge dä nämnda första kopplingshalva (27,30,39) intar sitt inkopplingsläge, och aktiveringselementet (40) kastas iväg fràn sin kontaktanliggning med nämnda första kopplingshalva (27,30,39) för rörelse mot verkan av nämnda ställkraftlevererande anordning (44) bortom sitt inaktiva läge för att nä sitt aktiva läge dä nämnda första \,,.< 520 916 kopplingshalva (27,30,39) àtervänder med kraften av fjädern (32) till sitt inkopplingsläge efter utlösning av kopplingen (26), varvid aktiveringselementet (40) aktiverar sensorn (46) för att avge en avstängningsinitierande signal.

2. Kraftmutterdragare enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att aktiveringselementet (40) är anordnat att följa nämnda första kopplingshalva (27, 30, 39) under åtminstone en del av dennas isärkopplingsrörelse och att bli träffad av nämnda första kopplingshalva (27, 30, 39) då denna återvänder av kraften hos fjädern (32) mot sitt inkopplingsläge, varigenom aktiveringselementet (40) mottar en stötenergi som förmår förflytta aktiveringselementet (40) till dettas aktiva läge.

3. Kraftmutterdragare enligt kravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d a v att aktiveringselementet (40) innefattar en cylindrisk hals (41) för samverkan med sensorn (46).

4. Kraftmutterdragare enligt kravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d a v att aktiveringselementet (40) är cylindriskt till sin form, och att nämnda första kopplingshalva (27, 30, 39) har en rörformig kontaktdel (39) för ändanliggning mot aktiveringselementet (40).

5. Kraftmutterdragare enligt nàgot av kraven 1-4, k ä n n e t e c k n a d a v att sensorn (46) innefattar en brytare av Hall-elementtyp för kontaktlös samverkan med aktiveringselementet (40).

6. Kraftmutterdragare enligt något av kraven 1-5, k ä n n e t e c k n a d a v att rotationsmotorn (10) är en elektrisk motor och att en styrenhet för elkraft är ansluten till motorn (10) liksom till sensorn (46) och är anordnad att avbryta krafttillförseln till motorn (10) dä 520 916 @ni: %,i§if%i í~fii-l i;í 10 den mottar en signal fràn sensorn (46) vid utlösning av kopplingen (26).