-
Beschreibunq
-
Die Erfindung betrifft einen Kraftschlüssel mit einer Ratscheneinrichtung
an beiden Oberflächen des Schlüsselsockels und insbesondere einen Schlüssel, mit
dem Bolzen leicht und schnell festgezogen oder losgelöst werden können, sowie insbesondere
einen Schlüsselmechanismus.
-
Zum Festziehen oder Loslösen von groß dimensionierten Muttern und
Bolzen, die in sehr leistungsfähigen Walzwerken verwendet werden, sind verschiedene
Arten von kraftbetätigten Schlüsseln entwickelt und verwendet worden, üblicherweise
z.B. ein mechanischer Schlüssel, der Planetengetriebe enthält, um eine vervielfachte
bzw. verstärkte Kraft auszuüben, oder ein hydraulisch betätigter Schlüssel, der
den Bolzen in intermittierender Weise dreht.
-
Diese Schlüssel erfordern jedoch einen Schlsselkörper, der mit einem
andersartigen Bolzenantriebselement zwischen dem Festzieh- und Loslösevorgang ausgerüstet
werden muß. Ein derartiger Schlüssel erfordert nämlich einen häufigen Austausch
der Bolzenantriebselemente, so daß der Festzieh- oder Loslösevorgang mühevoll und
zeitaufwendig wird.
-
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Schlüssels, der diese
Nachteile überwindet, so daß mit ihm der Festzieh- und Loslösevorgang im wesentlichen
ohne Austausch des Bolzenantriebselementes wirkungsvoll durchgeführt werden kann.
-
Aufgabe der Erfindung ist ferner die Schaffung eines Schlüssels, der
einen einfachen und steifen Aufbau mit einer hydraulischen Betätigungseinrichtung,
einen Antriebshebel und einen Reaktionskrafthebel aufweist und demzufolge bei niedrigen
Fertigungskosten hergestellt werden kann.
-
Aufgabe ist ferner die Schaffung eines Schlüssels, der eine optimale
Festzieh- oder Loslösekraft auf Bolzen ausüben kann, so daß die Kraft, die durch
eine hydraulische Betätigungseinrichtung ausgeübt wird, welche ein Drehmoment auf
den Bolzen ausübt, immer in einer Richtung senkrecht zur Längsachse des Antriebshebels
gehalten wird.
-
Aufgabe der Erfindung ist auch die Schaffung eines Schlüssels, mit
dem das Festziehen oder Loslösen von Bolzen automatisch durchgeführt werden kann,
ohne daß elektrische oder elektronische Einrichtungen, wie beispielsweise Magnetventile
oder Relais verwendet werden.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben; es zeigt: Fig. 1 eine perspektivische
Ans-icht mit einem auf einem Walzwerk befestigten erfindunasgemäßen Schlüssel zum
Befestigen von Bolzen, Fig. 2 eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Schlüssel,
Fig. 3 eine Stirnansicht des vorgenannten Schlüssels mit einer Einzelheit im Schnitt,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Sockels, der ein Element des vorgenannten
Schlüssels bildet, Fig. 5 ein Diagramm eines Hydraulikkreises, der beim Schliissel
verwendet wird, Fig. 6 einen Längsschnitt eines mechanischen Ventils, das ein Element
des vorgenannten Schlüssels bildet,
Fig. 7 schematische Querschnitte
des mechanischen Ventils, und 8 die die Strömung des unter Druck gesetzten Fluids
im Ventil veranschaulichen, Fig. 9 eine Draufsicht einer anderen Ausführungsform
des Schlüssels, und Fig. 10 einen Querschnitt längs der Linie I-I der Fig. 9.
-
In den Fig. 1 bis 8 ist eine vorteilhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Schlüssels dargestellt, die nachfolgend beschrieben wird.
-
Gemäß Fig. 2 hat der Schlüssel gemäß der Erfindung einen im wesentlichen
rechtwinkligen Dreieck-Aufbau mit einem Antriebshebel 5, einem Reaktionskrafthebel
8 und einer hydraulischen Betätigungseinrichtung 10.
-
Bei dieser Konstruktion ist das eine Ende des Antriebshebels 6 drehbar
in einem Eingriff mit einem Zusammendrückteil 4 eines Bolzen-Aufnahmesockels 2.
Das eine Ende des Reaktionskrafthebels 8 ist ebenfalls drehbar in einem Eingriff
mit dem Zusammendrückteil 4. Beide sind jedoch winklig voneinander versetzt, so
daß ein spitzer Winkel zwischen dem Antriebshebel 6 und dem Reaktionskrafthebel
8 gebildet wird, Die hydraulische Betätigungseinrichtung 10 ist zwischen den hebeln
6 und 8 angeordnet, so daß eine sich hin- und herbQwegende Stange 12 der Einrichtung
rechtwinklig mit dem anderen Ende des Antriebshebels 6 durch einen Schwenkstift
28 in schwenkbarer Weise verbunden ist und die Basis der Einrichtung mit dem anderen
Ende des Reaktionskrafthebels 8 durch eine Schwenkwelle 30 in einer Schwenkverbindung
steht, und somit wird der rechtwin1tliqe Dreieck-Aufbau geschaffen.
-
Es wird nun der aufbau eines Ratschenmechanisrjus zum Drehen
des
Bolzen-Aufnahmesockels 2 bei Betätigung der hydraulischen Betätigungseinrichtung
10 beschrieben, wobei der Ratschenmechanismus an der Verbindungsstelle vorgesehen
ist, an der die beiden Hebel 6 und 8 zusammentreffen. Das kreisförmige Ende des
Antriebshebels 6 ist mit rechtsgängigen Radialratschenzähnen 14 und linksgängigen
Radialratschenzähnen 16 auf der oberen Oberfläche bzw. auf der unteren Oberfläche
versehen.
-
Die rechtsgängigen Radialratschenzähne 14 kämmen mit kreisförmigen
Ratschenzähnen 19, die am Boden einer Ratschenkappe 18 vorgesehen sind, die ihrerseits
unverdrehbar in einem Eingriff mit dem oberen Vierkantteil 4a des Zusammendrückteils
4 ist. Für einen Vorspannungseingriff der vorgenannten rechtsgängigen Radialratschenzähne
14 und der kreisförmigen Ratschenzähne 19 wird die Ratschenkappe 18 nach unten durch
Kombination einer Druckfeder 22 und eine Federvorspannungsplatte 20 zusammengedrückt.
Eine Einstellschraube 24, die in die Federvorspannungsplatte 20 geschraubt ist,
ist zum Befestigen der Federvorspannungsplatte 20 am Zusammendrückteil 4 des Bolzen-Aufnahmesockels
2 sowie zum Einstellen der Druckkraft vorgesehen, die durch die Feder 22 ausgeübt
wird.
-
Um das vordere Ende des Zusammendrückteils 4 ist eine kreisförmige
Flachdichtung 26 vorgesehen. Diese kreisförmige Dichtung 26 befindet sich in einer
Sandwich-Anordnung zwischen den linksgängigen Radialratschenzähnen 16 und der Schulter
27 des Sockels 2, um einen Bruch oder einen Verschleiß der Ratschenzähne 16 während
des Vorgangs der Bolzenbefestigung zu verhindern (diese Ratschenzähne 16 sind, wie
nachfolgend beschrieben, bei einer Demontage eines Bolzens notwendig).
-
Wie der Fig. 4 deutlich zu entnehmen ist, besteht der Zusammendrückteil
4 des Sockels 2 aus einem oberen Teil 4a mit einem quadratischen oder Vierkant-Querschnitt
und einem unteren Teil 4b mit einem kreisförmigen Querschnitt. Aufgrund dieses Aufbaus
und des Ratschenmechanismus erteilt die Schwingbewegung
des Antriebshebels
6 dem Bolzen-Aufnahmesockel 2 eine Drehung in einer einzigen Richtung, während der
Reaktionskrafthebel 8 die durch die vorgenannte Drehung ausgeübt Reaktionskraft
auf einen gewünschten feststehenden Gegenstand überträgt, beispielsweise einen Bolzen,
der angrenzend an den zu befestigenden Bolzen angeordnet ist.
-
Es wird nun der Aufbau einer hydraulischen Betätigungseinrichtung
10 beschrieben. Die Betätigungseinrichtung 10 ist mit einem mechanischen Ventil
32 versehen, das eine automatische kontinuierliche Hin- und Herbewegung des hydraulischen
Zylinders 10 ermöglicht. Das Ventil 32 kann am hydraulischen Zylinder 10 integral
bzw. einstückig befestigt sein und weist eine Drucköffnung 34 und eine Behälteröffnung
36 auf.
-
Im Zusammenhang mit der Zeichnung wird nachfolgend die Funktionsweise
dieser Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schlüssels beschrieben.
-
Bei einem Eolzen-Befestigungsvorgang wird der Sockel 2 in einem Paßsitz
über einem der zu befestigenden Bolzen angeordnet, während das Gelenkpunkt- bzw.
Stützpunktende des Reaktionskrafthebels 8 auf irgendeinem feststehenden Gegenstand
aufgenommen wird, beispielsweise einem benachbarten, schon befestigten Bolzen (gemäß
Fig. 1 ist ein solcher befestigter Bolzen mit dem Sockel 2 versehen, um eine feste
Basis für die Aufnahme der Reaktionskraft zu schaffen). Wird unter Druck gesetztes
Fluid in den Hydraulikzylinder 10 durch das mechanische Ventil 32 zugeführt, fährt
die hin- und hergehende Stange 12 des Zylinders 10 automatisch fort, die Stange
um ein gewünschtes Intervall oder um einen gerçunschten Hub (a) zu schwingen. Diese
Hin- und Herbewegung erteilt dem Antriebshebel 6 eine kontinuierliche Schwingbewegung,
und es sind in diesem in einstückiger Weise rechtsgängige und linksgängige Radialratschenzähne
14 und 16 ausgebildet. Da die rechtsgängige
Ratsche 14 mit der
Ratschenkappe 18 kämmt, wird die Ratschenkappe 18 Zahn für Zahn oder in einer intermittierenden
Weise im Uhrzeigersinn bewegt, was eine Drehbewegung des Bolzen-Aufnahmesockels
2 und des darin befindlichen Bolzens zur Folge hat.
-
Bei einem Lösevorgang eines Bolzens wird die Einstellschraube 24 zuerst
entfernt und anschließend werden die Feder 22, die Federvorspannungsplatte 20 und
die Ratschenkappe 18 entfernt.
-
Dann wird der Schlüssel, der noch einen Dreieck-Aufbau besitzt, bestehend
aus dem Antriebshebel 6, dem Reaktionskrafthebel 8 und der hydraulischen Betätigungseinrichtung
10, vom Sockel 2 entfernt und um 1800 umgedreht.
-
Dieser umgedrehte Schlüssel wird auf einem zu lösenden Bolzen montiert,
so daß die Verbindung, bei der die Drehenden der beiden Hebel 6 und 8 sich jeweils
überlagern, auf dem Sockel 2 angeordnet wird. Der Sockel 2 nimmt einen solchen zu
lösenden Bolzen auf, wobei die rechtsgängigen Radialzähne 14 und die linksgangigen
Radialzähne 16 auf der unteren bzw. der Bodenoberfläche des kreisförmigen Endes
des Antriebshebels 6 sind. Anschließend wird eine neue Ratschenkappe 18 mit kreisförmigen
Zähnen, die mit den linksgängigen Radialzähnen 16 kämmen können, auf dem kreisförmigen
Ende des Antriebshebels 16 angeordnet und befestigt, und schließlich wird diese
neue Ratschenkappe durch die Kombination der Druckfeder 22 und der Federvorspannungsplatte
20 zusammengedrückt. Nach dem vorgnannten Befestigungsvorgang wird die hydraulische
Betatigungseinrichtung 10 genau in der gleichen Weise wie beim Bolzen-Befestigungsvorgang
betätigt. Aufgrund der vorgenannten Betätigung des Zylinders 10 wird der Bolzen
mittels des Ratschenmechanismus in intermittierender Weise gelöst oder demontiert.
-
In den Fig. 9 und 10 ist eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemaRen
Schlüssels dargestellt. Diese Ausführungsform
kennzeichnet sich
dadurch, daß sie von Hand mittels eines Griffhebels 7 betätigt werden kann, der
an der oberen Oberfläche des Antriebshebels 6 angeschweißt ist.
-
Nachfolgend wird der Aufbau des mechanischen Ventils 32, das ebenfalls
Teil der Erfindung ist, im einzelnen beschrieben.
-
Die hydraulische Betätigungseinrichtung 10 der Schwing-Bauart besteht
aus einem Kolben 40 und der hin- und hergehenden Stange 12, die entweder in Längsrichtung
nach links oder in Längsrichtung nach rechts bewegbar sind.
-
Das mechanische Ventil 32, das, wie vorstehend beschrieben, auf der
Schulter der hydraulischen Betätigungseinrichtung 10 angeordnet ist, besteht im
wesentlichen aus einem Richtungssteuerungsventil 44 und einem Steuerventil 46.
-
Das Richtungssteuerungsventil 44 gemäß Fig. 7 weist ein Spulen-oder
Trommelventil 48 auf, das in eine Richtung entweder nach rechts oder nach links
im Ventilkörper 44 verschieblich ist, und ist mit fünf öffnungskammern 60, 62, 64,
66 und 68 versehen, die durch voneinander beabstandete reduzierte kreisförmige Abschnitte
50a, 50b-, 50c und 50d bestimmt werden. Das Ventil 44 ist ferner mit einem linken
Stößel 52 versehen, der auf der linken Seite bezüglich des Spulenventils 48 angeordnet
ist, und weist ferner einen rechten Stößel 54 auf, der auf der rechten Seite bezüglich
des Spulenventils 48 gelegen ist. Diese Stößel 52 und 54 sind in entsprechenden
linken bzw. rechten Stoßelkammern 56 bzw. 58 angeordnet.
-
Das Steuerventil 46 weist ein Spulen- oder Trommelventil 70 auf, das
in einer Richtung entweder nach rechts oder nach links verschieblich ist, und ist
mit fünf Kammern 74, 76, 78, 80 und 22 versehen, die durch vier reduzierte kreisförmige
Abschnitte 72a, 72b, 72c und 72d bestimmt werden. Eine Betätigungsstange
74
ist im Spulenventil 70 parallel zur hin- und hergehenden Stange 12 der hydraulischen
Betätigungseinrichtung 10 verschieblich angeordnet und weist ein Schenkelteil 86
auf, das am vorderen Ende der hin- und hergehenden Stange 12 befestigt ist. Zur
Bestimmung oder Einschränkung des Verschiebehubes, der dem Hub (a) der hin- und
hergehenden Stange 12 der hydraulischen Betätigungseinrichtung 10 entspricht, ist
die Betätigungsstange 84 mit einem Anschlag 90 bzw. 92 versehen, der an jedem der
beiden Endabschnitte an seinem Ort angebracht ist.
-
Als Leitungen zur Übertragung eines Fluiddrucks bezeichnet das Bezugszeichen
94 eine Leitung, die die Kammer 64 des Richtungssteuerungsventils 44 mit der Kammer
78 des Steuerungsventils 46 verbindet, und es bezeichnet das Bezugszeichen 96 eine
Leitung, die die Kammer 60 mit der Kammer 74 verbindet, während das Bezugszeichen
98 eine Leitung darstellt, die die Kammer 68 mit der Kammer 82 verbindet.
-
Die Leitung 94 steht mit einer Zuführungsleitung 100 in Verbindung,
so daß das unter Druck gesetzte Fluid zur Leitung 94 über die Zuführungsleitung
100 zugeführt wird, während die Leitung 96 und die Leitung 98 mit einem Behälter
(nicht dar- -gestellt) über eine Rückführungsleitung 102 in Verbindung stehen.
-
Das Bezugszeichen 104 bezeichnet eine Leitung, die die Kammer 62 des
Richtungssteuerungsventils 44 mit einer linken Kammer 106 der hydraulischen Betätigungseinrichtung
10 verbindet, und es bezeichnet das Bezugszeichen 108 eine Leitung, die die Kammer
66 mit einer rechten Kammer 110 der hydraulischen Betätigungseinrichtung 10 verbindet,
während das Bezugszeichen 112 eine Leitung darstellt, die die Kammer 80 des Steuerventils
46 mit der linken Stößelkammer 56 des Richtungssteuerungsventils 44 verbindet, und
es ist das Bezugszeichen 114
eine Leitung, die die Kammer 76 mit
der rechten Stößelkammer 58 verbindet.
-
Das mechanische Ventil 32 hat folgende Funktionsweise.
-
Wenn gemäß Fig. 7 die hin- und hergehende Stange 12 des Betätigungszylinders
10 sich in Linksrichtung verschiebt, gelangt der Anschlag 92 der Betätigungsstange
84 in eine Berührung mit dem Spulenventil 70 des Steuerventils 46 und verschiebt
das Spulenventil 70 nach links. Aufgrund der Verschiebung strömt unter Druck gesetztes
Fluid, das aus der Zuführungsleitung 100 zugeführt wird, durch die Kammer 78 und
dann durch die Kammer 76 des Steuerventils 46 und anschließend zur Leitung 114 und
fließt in die rechte Stößelkammer 58 des Richtungssteuerungsventils 44. Somit stößt
das eingefüllte unter Druck gesetzte Fluid den Stößel 54 in eine Richtung nach links,
so daß das Spulenventil 48 als Ganzes nach links bewegt wird. Demzufolge gelangt
das unter Druck gesetzte Fluid, das in die Kammer 64 über die Leitung 94 eingeführt
wird, durch die Kammer 62 und dann in die Leitung 104 und strömt in die linke Kammer
106 des hydraulischen Zylinders 14 und stößt den Kolben 40 und die hin und her sich
bewegende Stange 12 nach rechts. Während sich die hin- und herbewegende Stange 12
nach rechts um einen vorbestimmten Hub bewegt, gelangt der linke Anschlag 90 der
Betätigungsstange 84 in eine Berührung mit dem Spulenventil 70 des Steuerventils
46 und verschiebt das Spulenventil 70 nach rechts.
-
Demzufolge nimmt das mechanische Ventil 32 die Stellung gemäß Fig.
8 ein, bei der das unter Druck gesetzte Fluid in die rechte Kammer 110 des hydraulischen
Zylinders 10 geleitet wird und sich die hin- und hergehende Stange 12 nach links
zurückzieht.
-
Solange das unter Druck gesetzte Fluid kontinuierlich zum mechanischen
Ventil 32 in der vorstehend beschriebenen Weise zugeführt
wird,
wird das unter Druck gesetzte Fluid abwechselnd und automatisch zu den linken und
den rechten Kammern des hydraulischen Zylinders 10 geleitet, so daß die sich hin-
und herbewegende Stange 12 der hydraulischen Betätigungseinrichtung 10 kontinuierlich
und automatisch die Hin- und Herbewegung wiederholt.
-
Wie vorstehend bereits beschrieben, weist der erfindungsgemäße Schlüssel
die folgenden Vorteile auf: 1. Da der Antriebshebel rechtsgängige und linksgängige
Radialratschenzähne auf entsprechenden Seitenflächen des Drehendes des Hebels aufweist,
kann mit der Schlüsseleinrichtung das Festziehen und Loslösen von Bolzen mit einem
minimalen Austausch von Schlüsseleinzelteilen vorgenommen werden.
-
2. Da der hydraulische Zylinder ständig eine Kraft auf das Schwenkende
des Antriebshebels unter einem rechten Winkel ausüben kann, wird auf den Sockel
und den im Sockel aufgenommenen Bolzen ein optimales Drehmoment ausgeübt.
-
3. Da ein mechanisches Ventil vorgesehen ist, erfährt die hydraulische
Betätigungseinrichtung eine kontinuierliche Schwingungsbewegung, ohne daß elektrische
oder elektronische Einrichtungen, wie beIspielsweise ein Spulenventil oder Relais
erforderlich sind.
-
4. Da der Schlüssel einen einfachen, noch steifen Aufbau aufweist,
unterliegt die Vorrichtung im wesentlichen keinen mechanischen Störungen, und es
weist die Vorrichtung auch niedrige Herstellungskosten auf.
-
Erfindungsgenß wird demnach ein Kraftschlüssel geschaffen, der einen
Bolzen, eine Mutter oder einen Schraubkopf kraftmäßig bzw.
-
leistungsfähig halten oder drehen kann, wobei die Erfindung dadurch
gekennzeichnet
ist, daß das Dreh-(Ploment-)ende des Schlüssels eine Ratscheneinrichtung an seinen
beiden Oberflächen aufweist. Aufgrund der vorgenannten Konstruktion können Bolzeneinrichtungen
leicht festgezogen und losgelöst werden, und zwar mit minimalem Aufwand an Ersetzung
von Schlüsseleinzelteilen. Da darüber hinaus der Kraftschlüssel mit einer rechtwinkligen
Anordnung versehen ist, ist ein optimales Betätigen des Schlüssels möglich.