SE535186C2 - Mutterdragare med hydraulisk pulsenhet - Google Patents

Description

25 30 535 186 procentdelen luñ i oljevolymen till följd av oljeläckage. Resultatet av detta skulle bli att elasticiteten hos oljevolymen skulle hållas låg under en längre drifttid hos mutterdragren och att effektiviteten hos pulsenheten skulle vidmakthållas på en hög nivå under längre serviceintervall. Efter en viss tid skulle det ändå bli en oönskat hög procentdel luft i en sådan förstorad oljekammare. Den uppenbara nackdelen med en sådan förstorad oljevolym skulle bli ökade yttre dimensioner och ökad vikt hos pulsenheten och därigenom hos hela mutterdragaren. Detta skulle inte vara acceptabelt.

Det är ett ändamål med uppfinningen att åstadkomma en förbättrad mutterdragare innefattande en hydraulisk pulsenhet med en separator för utseparering av lufi ur olja för att därigenom hålla uppe pulseffekten över väsentligt förlängda serviceintervall för mutterdragaren med bibehållna små dimensioner hos pulsenheten.

Ett vidare ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en hydraulisk pulsenhet med en separator för utseparering av lufi från olja genom centrífugalverkan, samt en lufiuppsamlingskammare för ansamling av sålunda utseparerad luft.

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

En föredragen utföringsform av uppfinningen beskrivs nedan under hänvisning till bifogade ritningar.

Ritningsförteckning Fig. 1 visar en sidovy av en mutterdragare enligt uppfinningen.

Fig. 2 visar ett längsgående snitt genom pulsenheten ingående i mutterdragaren i Fig. l.

Fig. 3 visar en bakre ändvy av pulsenheten i Fig. 2 och illustrerar en utföringsform av olje-luftseparatorn.

Fig. 4 visar en altemativ utföringsform av olje-luñseparatom.

Fig. 5 visar ytterligare en utföringsform av olje-luftseparatom.

F ig. 6 visar ett diagram som illustrerar pulsfrekvensen i relation till mängden luft i pulsenheten. 10 15 20 25 30 535 185 Fig. 7 visar ett diagram som illustrerar avgivet moment i relation till mängden luft i pulsenheten.

Mutterdragaren som visas som exempel på ritningarna utgörs av en pneumatiskt driven mutterdragare av pistoltyp vilken uppvisar ett hus l0 försett med ett handtag 11. Det sistnämnda uppbär vid sin nedre ände ett anslutningsstycke 12 fór en tryckluftledning och en avloppsljuddärnpare 13. En pådragsventil for efïektstyming manövreras av ett trycke 14. I huset 10 är anordnat en icke illustrerad motor, och en hydraulisk pulsenhet 17 med en utgående axel 18 försedd med en fyrkanttapp.

Såsom illustreras i Fig. 2 innefattar pulsenheten en masströghetsuppvisande drívdel 20 innefattande ett cylindriskt element 21 med en bakre ändvägg 22 och inneslutande en oljekammare 23. Den bakre ändväggen 22 är utformad med en kopplingsdel 24 för permanent sammankoppling med motorn och är fastmonterad på det cylindriska elementet 21 via ett gängflirband 25.

Den utgående axeln 18 uppvisar en pulsmottagande drívspindeldel 29 vilken sträcker sig in i oljekarnmaren 23 och är intenníttent drivkopplat till drivdelen 20 via en pulsgenererande mekanism 30. Den senare består av ett par kolvelement 24 och rullelement 27 vilka är rotationslåsta till den utgående axeln 18 och påverkas sekventiellt radiellt inåt av kamprofiler 26 på det cylindriska elementet 21.

Kolvelementen 24 är anordnade att innestänga olja mellan sig i en central högtryckskammare 34 och därigenom generera momentimpulser. En kamspindel 35 är infäst i den bakre ändväggen 22 och sträcker sig koaxiellt in i högtryckskarrunaren 34 och verkar fór att retumera kolvelementen 24 radiellt utåt efter varje genererad impuls.

Arbetssättet hos själva pulsenheten beskrivs inte i ytterligare detalj eftersom den redan finns beskriven i US Patent No. 6,1 10,045. Ändväggen 22 innefattar vidare en luftseparator 37, vilken innefattar ett separatorelement 38 som är fast inspänt mellan ändväggen 22 och det cylindriska elementet 21. Separatorelementet 38 uppvisar en i huvudsak konisk fonn och är försett 10 15 20 25 30 535 186 med en central inloppsöppning 40 för olja som kommunicerar med högtryckskammaren 34 via en central kanal 41 och två radiella öppningar 42 placerade i karnspindeln 35. Öppningarna 42 har mycket små flödesareor och är anpassade att släppa igenom endast ett mycket litet oljeflöde.

Separatorelementet 38 år försett med oljecirkulationskanaler 43 formad av spår i en bakåtvänd yta 45 hos separatorelementet 38 tillsammans med en yta 46 hos den bakre ändväggen 22. Ytan 46 är kongruent med den bakåtvända ytan 45 hos separatorelementet 38 och år anordnad att hållas i permanent kontakt med den senare för definiering av kanalema 43. I den uttöringsfonn som illustreras i Fig. 3 består kanalerna 43 av en serie i huvudsak U-forrnade slingor 48a-e, varvid slingan 48a kommunicerar med oljeinloppsöppningen 40. Vid sina centrala partier kommunicerar alla slingoma 48a-e med en luftuppsamlingskarnmare 50 anordnad i ändväggen 22 invid rotationsaxeln A-A. De U-formade slingorna 48a-e är seriekopplade varvid den sista i serien 48e kommunicerar med en oljeutloppsöppning 53 via en i huvudsak radiell oljedräneringskanal S1. Oljeutloppsöppningen 53 är placerad på avstånd från rotationsaxeln A-A och kommunicerar med oljekammaren 23 i det cylindriska elementet 21.

Spåren i ytan 45 hos separatorelementet 38, vilka bildar kanalema 43, framställs på lämpligt sätt, exempelvis via en sintringsprocess där hela separatorelementet 38 formas.

I drift av pulsenheten roteras drivdelen 20 av motorn, och då en momentbelastning påläggs den utgående axeln 18 uppstår en relativ rotation mellan drivdelen 20 och den utgående axeln 18, varvid rullelernenten 27 och kolvelementen 24 trycks inåt av kamprofilema 26 för att skapa ett högt tryck i högtryckskanunaren 34. Härigenom åstadkommes en momentimpuls i den utgående axeln 18. Beroende på ett oundvikligt oljeläckage kommer det alltid att inblandas en viss mängd lufi i oljevolymen, och om denna mängd blir för stor kommer pulsenhetens eñektivitet att sjunka. Separatom 37 kommer dock att tillse att mängden luft hålls på en låg nivå så länge som möjligt tör att hålla uppe effektiviteten hos pulsenheten. 10 15 20 25 30 535 186 Vid pulsgenerering kommer de höga tryckspikarna i högtryckskarnmaren 34 att orsaka ett interrnittent flöde av olja ut genom öppningama 42 och kanalen 41 lör att nå inloppsöppningen 40 hos separatom 37. Eftersom separatom 37 roterar tillsammans med drivdelen 20 kommer det att skapas en centriñigalkraftpàverkan på oljan vid inträde genom inloppsöppningen 40. Oljan kommer att tryckas utåt genom den första slingan 48a, varefier oljeflödet vänds radiellt inåt en viss sträcka innan det inträder i nästa slinga 48b. Se de ofyllda pilarna som illustrerar lufiens utträde till luftuppsarnlingskarnmaren 50 via lufiutloppsöppningar 52a-e.

Beroende på den väsentliga skillnaden i täthet mellan olja och lufi så kommer centrifugalverkan att trycka oljan utåt och luñen inåt, vilket innebär att lufien pressas in i den centrala lufiuppsamlingskammaren 50 via luftutloppsöppningarna 52a-e, medan oljleflödet fortsätter genom nästa slinga 48c och vidare genom de följande slingoma 48c, 48d och 48e. Återstående luft pressas ut ur oljeflödet från alla slingoma 48a-e genom lufiutloppsöppningama 52a-e och in i luftuppsamlingskainmaren 50, vilket innebär att när oljan lämnar separatom 37 via oljedräneringskanalen 51 och utloppsöppningen 53 all lufi som varit inblandad i oljan har separerats ut och samlats i lufiuppsamlingskarnmaren 50. Genom upprepad centrifugalseparering i slingoma 48a-e kommer all i oljan inblandad lufi att bli utseparerad, och en i huvudsak lufifri olja återiöres till oljekammaren 23.

För att förstärka separeringseffekten är slingoma osymrnetriska för att dra fördel av retardationskrafterna i rotationsriktriingen R i drivdelen 2 lvid pulsgenerering.

Masströgheten hos oljan driver oljan med en ytterligare krafi radiellt utåt medan luften pressas inåt mot luftutloppsöppningarna 52a-e.

Eitersom hela pulsenheten 17 är fylld med olja från början är även luftuppsamlingskammaren 50 fylld med olja. Efter en tids drifi kommer lufi att samlas i lufiuppsamlingskarmnaren 50, men beroende på de mycket klena dimensionema hos de U-fonnade slingoma 48a-e kommer olja hellre än lufi att dras tillbaka av kapillärlcrafier från lufiuppsamlingskamrnaren 50 till oljekammaren 23. Detta innebär att lufi samlas i luftuppsamlingskarrnnaren 50 medan olja lämnar densamma. Altemativt kan vekar av l0 15 20 25 30 535 186 filtinaterial användas för att suga ut olja från lufiuppsamlingskarnmaren 50 genom kapillårkrañ. l den utiöringsfonn av luftseparatom som illustreras i Fig. 4 är de U-formade slingoma 68a-d på separatorelementet 38 fyra till antalet och uppdelade i två sektioner 60 och 61, varvid den ena sektionen 60 innefattar två slingor 68a,b och den andra sektionen 61 ytterligare två slingor 68c,d. Var och en av sektionerna har en oljeinloppsöppning 64a,b placerad nära intill rotationscentrum hos drivdelen 20 och en oljeutloppsöppning 65a,b placerade på radiellt avstånd från rotationscentrum. Liksom i den tidigare beskrivna utiöringsforrnen har varje slinga 68a-d en central luftutloppsöppning 62a-d som mynnar i lufiuppsarrilirxgskarnmaren 50.

Under drifi trycks ett oljeflöde in i separatom 37 via öppningarna 41 och 42 i ventilspindeln 35 och inloppsöppningarna 64a,b. Oljan som innehåller en viss mängd inblandad luft cirkuleras genom slingoma 68a-d, varvid lufien pressas ut genom utloppsöppningarna 62a-d och oljan lämnar separatom 37 genom utloppsöppningarna 65a,b.

I Fig. 5 illustreras ytterligare en utfóringsfonn av olje-luftseparatorn 37, varvid separatorelementet är försett med oljecirkulationskanaler 70 utformade som slingor 72a- c uppdelade på tre sektioner 74, 75 och 76. Varje sektion innefattar en slinga, och var och en av slingoma 72a-c uppvisar en oljeiriloppsöppning 78a-c, lufiutloppsöppningar 77a-c, och en oljedräneringskanal 79a-c med en utloppsöppning 80a-c.

Arbetssättet hos uttöringsfonnen med tre separatorsektioner är densamma som de tidigare beskrivna utíöringsforrnenia med en eller två sektioner och beskrivs därför inte i ytterligare detalj.

I diagrammet som visas i F ig. 6 illustreras genom kurvan A hur pulsfrekvensen f hålls kvar längre på en låg nivå vid ett ökande oljeläckage L under drifi av luñseparatorn enligt uppfinningen ijämtörelse med en snabbt ökande pulsfrekvens f vid tilltagande oljeläckage L vid tidigare kända pulsenheter enligt kurva B. 535 186 I diagrammet i F ig. 7 illustreras genom kurva A hur avgivet moment M hos en pulsenhet med en luftseparator enligt uppfinningen hålls uppe på en hög nivå vid tilltagande oljeläckage L järnfört med ett snabbare avtagande avgivet moment M vid tilltagande oljeläckage L vid tidigare kända pulsenheter enligt kurva B.

Såsom illustreras i diagrammen i Figs. 6 och 7 innebär införandet av en lufiseparator enligt uppfinningen en ñrlängd hög effektivitet hos en pulsenhet tillika förlängda serviceintervall för impulsverktyget. Detta betyder en förbättrad tillgänglighet för impulsverktyget liksom en ekonomisk fördel för operatören.

Claims (6)

10 15 20 25 535 186 Patentkrav

1. Mutterdragare innefattande en rotationsmotor, en utgående axel (18), och en hydraulisk pulsenhet (17) ansluten mellan motorn och den utgående axeln (18), varvid pulsenheten (17) innefattar en masströghetsuppvisande drivdel (20) driven av motorn relativt en rotationsaxel (A-A) och innehållande en oljekammare (23), en momentimpulsrnottagande drivspindeldel (29), samt impulsgenererande organ (30) irmefattande åtminstone en högtryckskanunare (34) och anordnad att intermittent överföra kinetisk energi från drivdelen (20) till drivspindeldelen (29), k ä n n e t e c k n a d av att den rnasströghetsuppvisande drivdelen (20) är försedd med en separator (3 7) fór utseparering av luft fiån olja genom centrifugalveikan, varvid separatom (37) innefattar 0 en flödesstrypande oljeinloppsöppning (40; 64a,b; 78a-c) anordnad intill rotationsaxeln (A-A) och kommunicerande med högtxyckskarnmaren (34), 0 en eller fler luftutloppsöppningar (52a-e; 62a,b; 77a-c) anordnade intill rotationsaxeln (A-A) , I en oljeutloppsöppning (53; 65a,b; 80a-c) placerad på ett radiellt avstånd från rotationsaxeln (A-A), ' 0 en oljeutloppskanal (43) strâckande sig från nämnda oljeinloppsöppning (40; 64a,b) till nämnda oljeutloppsöppning (53; 65a,b), samt o en lufiuppsamlingskamrnare (50) kommunicerande med närrmda lufiutloppsöppning (52a-e; 62a,b).

2. MutterdragareenligtkravetLkânnetecknad avattden masstöghetsuppvisande drivdelen (20) innefattar ett cylindriskt element (21), en ändvägg (22) och ett separatorelernent (38), varvid separatorelementet (38) och ändväggen (22) har med varandra kongruenta kontaktytor (45, 46) mellan vilka oljeuloppskanalen (43) bildas. 10 15 535 186

3. Mutterdragareenligtlcravetlkânnetecknad avatt lufcuppsamlingskarrnnaren (50) är utformad som en urtagning i ändväggen (22) intill pulsenheteris rotationsaxel (A-A).

4. Mutterdragareenligtlcravet2eller3,kânnetecknad avatt separatorn (37) dessutom innefattar en eller fler i huvudsak U-forniade slingor (48a-d; 68a-d) bildande nämnda kanal (43) och anordnade att leda olja från nämnda oljeinloppsöppning (40; 64a,b) förbi nänmda lufiutloppsöppningar (52a-e; 62a,b) till nämnda oljeutloppsöppning (53; 6Sa,b).

5. Mutterdragare enligt kravet 4, k ä n n e t e c k n a d av att de U-formade slingorna (48a-d; 68a-d) kommunicerar med lufcuppsarnlingskarnmaren (50) via luftut1oppsöppningarna(52a-e; 62a,b).

6. Mutterdragare enligtnågot av kraven l-ikännetecknad av att oljeutloppsöppningarria (53; 65a,b) kommunicerar med nämnda kanal (43) via en i huvudsak radiell oljedräneringskanal (Sl; 66a,b; 79a-e).