SE535459C2 - Tryckluftdrivet momentimpulsåtdragningsverktyg med stegvis avstängningsfunktion - Google Patents

Description

20 25 30 535 459 serna kommer att vara alltför starka och orsaka ett oön- skat övermoment, särskilt i styva förband med karaktären av en brant momenttillväxt per rotationsvinkel. Det finns därför ett önskemål att åstadkomma en minskning av motoreffekten när åtdragningsprocessen närmar sig målmo- mentnivàn, detta för att minska motorhastigheten och därmed den rörelseenergi som överförs till den utgående axeln för varje impuls och på så sätt minska risken för övermoment.

Det är ett ändamål med uppfinningen att tillhanda- hålla ett tryckluftdrivet impulsåtdragningsverktyg av den ovan beskrivna typen med vilket risken för övermo- ment är väsentligt reducerad.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att tillhan- dahålla ett tryckluftdrivet momentimpulsàtdragningsverk- tyg av den ovan beskrivna typen i vilket tillförseln av tryckluft till motorn stängs av i ett eller flera steg när àtdragningsoperationen närmar sig målmomentnivån.

Ytterligare ändamål med och fördelar hos uppfin- ningen framgår av den följande beskrivningen och patent- kraven.

En föredragen utföringsform av uppfinningen be- skrivs närmare med hänvisning till den bifogade ritning- en.

På ritningen: Fig. l visar en sidvy av ett tryckluftdrivet im- pulsåtdragningsverktyg enligt uppfinningen.

Fig. 2 A visar en schematisk vy av kraftavstäng- ningsmekanismen som ingår i det motordrivna åtdragnings- verktyget i Fig. 1, varvid avstängningsmekanismen är il- lustrerad i ett helt öppet läge.

Fig. 2 B visar samma vy som Fig. 2 A men illustre- rar avstängningsmekanismen i ett delvis stängt läge. 10 15 20 25 30 535 459 Fig. 2 C visar samma vy som Fig. 2 A men illustre- rar avstängningsmekanismen i ett helt stängt läge.

Fig. 3 A visar en ändvy av impulsenheten längs linjen III-III i Fig. 1 och illustrerar aktiveringsmeka- nismen i ett viloläge där avstängningsventilen hålls i ett helt öppet läge.

Fig. 3 B visar samma vy som Fig. 3 A men illustre- rar aktiveringsmekanismen i ett delvis aktiverat läge där avstängningsventilen hålls i ett delvis öppet läge.

Fig. 3 C visar samma vy som Fig. 3 men illustrerar aktiveringsmekanismen i ett helt aktiverat läge med av- stängningsventilen omställd till sitt helt stängda läge.

Fig. 4 A visar ett längdsnitt genom ett utlös- ningselement sådant det ingår i en utföringsform av upp- finningen.

Fig. 4 B visar ett längdsnitt genom ett utlös- ningselement enligt en annan utföringsform av uppfin- ningen.

Fig. 4 C visar ett längdsnitt genom ett utlös- ningselement enligt ännu en annan utföringsform av upp- finningen.

Det i ritningsfigurerna visade motordrivna åtdrag- ningsverktyget är ett impulsàtdragningsverktyg av pi- stoltyp innefattande ett hus 10 med ett handtag 11.

Handtaget ll är försett med ett kopplingsstycke 12 för en tryckluftledning och inkluderar en strypventil som manövreras med en avtryckare 13. Strypventilen är anord- nad att styra tillförseln av tryckluft genom en tryck- luftkanal 14 i huset 10, vilken kanal står i förbindelse med en tryckluftmotor 15. Motorn 15 innefattar en rotor 17 som är ansluten till en med en fyrkantände utformad utgående axel 18 via en hydraulisk impulsenhet 20. Den utgående axeln 18 är avsedd att uppbära en mutterhylsa 10 15 20 25 30 535 459 för anslutning till ett skruvförband som ska dras åt.

Impulsenheten 20 innefattar ett tröghetsdrivelement 21 som har en bakre förlängning 19 kopplad till motorns ro- tor 17. På ett välkänt sätt innefattar tröghetsdrivele- mentet 21 även en inre fluidkammare, in i vilken den bakre änden på den utgående axeln 18 sträcker sig och i vilken tröghetsdrivelementet 21 kopplas intermittent till den utgående axeln (18) för att därigenom överföra rörelseenergi i form av momentimpulser från drivelemen- tet 21 till den utgående axeln 18. Detta kända arrange- mang beskrivs inte närmare.

Luftflödet genom trycklufttillförselkanalen 14 stängs av automatiskt av en avstängningsventil 23 när en förutbestämd momentnivà har erhållits i ett skruvförband som dras åt. Denna momentnivà motsvarar ett visst retar- dationsvärde hos tröghetsdrivelementet 21, och en akti- veringsmekanism 25 är anordnad att åstadkomma en automa- tisk stängning av avstängningsventilen 23 när den avsed- da mâlmomentnivån har nåtts. Denna aktiveringsmekanism 25 innefattar som en del en ventilstång 26, som är fast- satt på avstängningsventilen 23 och sträcker sig axiellt genom motorns rotor 17. Som en annan del innefattar ak- tiveringsmekanismen 25 ett L-format tröghetselement 28, som är rörligt uppburet på tröghetsdrivelementet 21 via en svängtapp 22, och ett utlösningselement 24, som är rörligt styrt i en tvärriktning på tröghetsdrivelementet 21 och förskjutbart medelst tröghetselementet 28. Som beskrivs närmare nedan är ventilstången 26 anordnad att uppbäras med änden på utlösningselementet 24 för att hålla avstängningsventilen 23 i ett eller flera öppna lägen.

Som är visat i Fig. 3 A till C är ett av benen på det L-formade tröghetselementet 28 utformat med en 10 15 20 25 30 535 455 stoppklack 30 för att definiera ett viloläge för trög- hetselementet 28 i kontakt med en väggdel 29 på trög- hetsdrivelementet 21, och en fjäder 31 används för att belasta tröghetselementet 28 mot detta viloläge. Fjädern 31 stöds av en inställbar ställskruv 27. Utlösningsele- mentet 24 är förskjutbart styrt i förhållande till trög- hetsdrivelementet 21 och belastat av en fjäder 33 till kontakt med tröghetselementet 28.

Utlösningselementet 24 är försett med en primär kontaktyta 34, på vilken ventilstången 26 är anordnad att uppbäras vid änden för att hålla avstängningsventi- len 23 i ett helt öppet läge och därigenom medge fullt flöde av tryckluft till motorn 15. En öppning 32 i ut- lösningselementet 24 är anordnad att ta emot änddelen av ventilstàngen 26 och ställa om avstängningsventilen 23 till ett stängt läge.

Som är visat i Fig. 2 A till C och Fig. 4 C, är utlösningselementet 24 utformat med en ansats 35, som är belägen vid kanten på öppningen 32 och bildar en sekun- där kontaktyta för uppbärande av ventilstàngen 26 i ett delvis stängt läge hos avstängningsventilen 23. I detta läge kommer avstängningsventilen (23) att släppa igenom endast ett begränsat tryckluftflöde för att minska mo- toreffekten. I Fig. 4 B visas en alternativ utlösnings- elementkonstruktion, i vilken en andra ansats 36 är an- ordnad för att bilda en tredje, ventilstången uppbärande kontaktyta där avstängningsventilen 23 hålls i ett yt- terligare flödesbegränsande läge för att ytterligare be- gränsa tryckluftflödet till motorn och ytterligare mins- ka motoreffekten.

Arbetssättet hos den avstängningsventilen aktive- rande mekanismen 25 beskrivs med hänvisning till Fig. 2 A-C och 3 A-C, varvid det antas att det motordrivna åt- 10 15 20 25 30 535 459 dragningsverktyget används på ett skruvförband som ska dras åt och att de utvecklade momentimpulserna åstadkom- mer en stegvis ökning av det moment som installeras i skruvförbandet. Under det inledande stadiet av förfaran- det för åtdragningen är det utövade momentet lågt och hålls avstängningsventilen 23 i sitt helt öppna läge för att mata fullt flöde av tryckluft till motorn 15. I det- ta läge stöds ventilstången 26 vid sin ände på den pri- mära kontaktytan 34 på utlösningselementet 24. Se Fig. 2 A. Ett ökande utgående moment hos de tillförda momentim- pulserna resulterar emellertid i ett ökat retardations- värde hos tröghetsdrivelementet 21. Tröghetsdrivelemen- tet 21 roterar i en riktning som visas av pilen i Fig. 2 A-C, och abrupta retardationer som förekommer vid uppre- pade impulser medför tröghetsrelaterade krafter som ver- kar på det L-formade tröghetselementet 28. Vid ett visst retardationsvärde, bestämt av inställningen av ställ- skruven 27 som stöder fjädern 31, kommer tröghetselemen- tet 28 att börja röra sig kring svängtappen 22 mot ver- kan av fjädern 3l för att därigenom åstadkomma en för- skjutning av utlösningselementet 24. Vid ett visst re- tardationsvärde hos tröghetsdrivelementet 21 kommer för- skjutningen av utlösningselementet 24 att vara precis tillräcklig för att bringa ventilstången 26 att förflyt- ta sitt stödställe från den primära kontaktytan 34 på utlösningselementet 24 till den första ansatsen 35. Den- na korta axiella förflyttning av ventilstången 26 får avstängningsventilen 23 att röra sig till ett delvis stängt läge, vilket resulterar i ett begränsat tryck- luftflöde till motorn 15 och därmed en reducerad utef- fekt hos motorn 15. Se Fig. 2 B.

När ytterligare en momentimpuls har avgivits har det tillförda momentet ökat ytterligare, vilket medför 10 15 20 25 30 535 459 ett ökat retardationsvärde i tröghetsdrivelementet 21.

Detta får tröghetselementet 28 att förskjuta utlösnings- elementet 24 ytterligare. Se Fig. 3 C. Då går också den första ansatsen 35 ur ingrepp med ventilstången 26, vil- ket medför att den senare förlorar sitt ändstöd och fal- ler ned in i öppningen 32 vilket orsakar en fullständig stängning av avstängningsventilen 23. Se Fig. 2 C.

Avstängningsventilen 23 är förspänd mot öppet läge av en återställningsfjäder 38, men på grund av tryckluf- tens fall över ventilen 23 belastar en stängande kraft, som dominerar över kraften från återställningsfjädern 38, avstängningsventilen 23 mot stängt läge. Detta inne- bär att ventilstången 26 alltid är förspänd till en änd- stödkontakt med den primära kontaktytan 34 och ansatsen 35 så länge strypventilen är öppen och det motordrivna átdragningsverktyget är i arbete. När det avsedda slut- liga momentmålet är uppnått och ventilstången 26 har gått in i öppningen 32 stängs avstängningsventilen 23 och stannar motorn, varvid åtdragningsförfarandet är fullbordat. När strypventilen 23 stängs och tryckfallet över avstängningsventilen 23 avbryts, är återställnings- fjädern 38 i stånd att återföra avstängningsventilen 23 till dess öppna läge. På samma gång dras ventilstången 26 ut från öppningen 32, så att utlösningselementet 24 har frihet att återgå till sitt ursprungliga läge och därigenom återuppta sin kontakt med tröghetselementet 28. En full åtdragningscykel för skruvförbandet är då genomförd och det motordrivna åtdragningsverktyget är klart för en ny åtdragningscykel som börjar med att ven- tilstången 26 uppbärs på den primära kontaktytan 34 på utlösningselementet 24.

I en alternativ utföringsform av uppfinningen är utlösningselementet 24 försett med en andra ansats 36, 10 15 20 535 459 som är lägre än den första ansatsen 35 och avsedd att stöda ventilstången 26 vid ett ytterligare ökat moment- värde, varigenom det finns ett ytterligare flödesbegrän- sande läge hos avstängningsventilen 23 och därmed en yt- terligare reducerad motoreffekt.

I ännu en ytterligare utföringsform av uppfinning- en, visad i Fig. 4 C är den första ansatsen 35a på ut- lösningselementet 24 lutande för att medge en successiv rörelse hos ventilstången 26 mellan den primära kontakt- ytan 34 och den andra ansatsen 36. Detta innebär att en successiv rörelse hos avstängningsventilen 23 erhålls mellan det helt öppna läget och ett devis stängt läge vid ökande retardationsvärden inom ett visst momentin- tervall.

Den ovan beskrivna stegvisa rörelsen hos avstäng- ningsventilen 23 från ett helt öppet läge till ett stängt läge är viktig för att förhindra att de momentim- pulser som avges nära målmomentet är alltför kraftiga och orsakar ett oönskat övermoment. Minskningen av mo- toreffekten och därmed rörelseenergin i varje avgiven impuls vid tillnärmning till den avsedda momentnivàn är en garanti för att ett oönskat övermoment och eventuellt en skada på skruvförbandet inte ska uppkomma.

Claims (2)

10 15 20 25 30 535 455 Patentkrav:

1. Tryckluftdrivet impulsàtdragningsverktyg innefat- tande ett hus (10) med en trycklufttillförselkanal (14), en tryckluftmotor (15), en utgående axel (18), en im- pulsenhet (20) som intermittent kopplar motorn (15) till den utgående axeln (18) och innefattar ett tröghetsdriv- element (21), som är anslutet till motorn (15), en av- stängningsventil (23), som är försedd med en ventilstång (26) och anordnad att stänga av trycklufttillförseln till motorn (15) vid uppnàende av en förinställd mâlmo- mentnivà, en avstängningsventilen (23) aktiverande meka- nism (25), som uppbärs på tröghetsdrivelementet (21) och innefattar ett rörligt, till gensvar på retardation ver- kande tröghetselement (28) och ett utlösningselement (24), som kan förskjutas medelst tröghetselementet (28) och är försett med en primär kontaktyta (34) för att stöda ventilstången (26) vid dess ände i ett helt öppet läge hos avstängningsventilen (23), och som är försett med en öppning (32) för mottagande av ventilstången (26) vid förskjutning av utlösningselementet (24) och kon- taktytan (34) från ett läge ej på linje med ventilstáng- en (26) för att därigenom medge rörelse hos avstäng- ningsventilen (23) från helt öppet läge mot ett stängt läge, kännetecknat av att utlösningselementet (24) har en eller flera ansatser (35, 36), som är belägna vid kanten på öppningen (32) och bildar en eller flera se- kundära kontaktytor för uppbärande av ventilstångens (26) ände i ett eller flera delvis stängda lägen hos av- stängningsventilen (23) och därigenom åstadkommer en stegvis stängning av avstängningsventilen (23) vid suc- cessivt ökande retardationsvärden hos tröghetsdrivele- mentet (21) vid tillnärmning till màlmomentniván. 535 459 10

2. Impulsåtdragningsverktyg enligt patentkrav 1, i vilket en av de nämnda ansatserna (35a) har en lutande kontaktyta, som tillhandahåller successivt framförda stödlägen för ventilstången (26) i avstängningsventilens (23) stängningsriktning, varvid varje läge är beroende av den aktuella inkrementella förflyttningen av utlös- ningselementet (24) vid successivt ökande retardations- värden för tröghetsdrivelementet (21).