SE424513B - Vibrationsdempat nitningsmothall - Google Patents

Description

8006874-5 10 15 20 25 30 35 _ 2 _ _, ,fi,iW att å ena sidan förbättra vibrationsdämpningen vid manuellt mothålls- arbete och å den andra göra det möjligt att lätt användapitningsmot- hållet med en mångfald mothållsdynor för optimal anpassning av rekylen till den typ av nitar som mothålles. Dessa och ytterligare syften och fördelar med uppfinningen framgår av denna beskrivning och upp- nås närmare bestämt genom vad som anges i efterföljande patentkrav.

Uppfinningen beskrives närmare med hänvisning till ritningen som visar en föredragen utföringsform av nitningsmdållet enligt uppfinnin- gen och en modifikation av densamma. Fig. l är ett längdsnitt genom ett rakt handhållet nitningsmothåll enligt uppfinningen under arbete. Fig. 2 är en vy sedd delvis i sektion utmed linje 2-2 i Fig. l. Fig. 3 är en sidovy av en alternativ dyna för verktyget i Fig. l. Fig. 4 är ett fragmentariskt längdsnitt genom en handtagsförsedd utföringsform.

Nitningsmothållet 10, Fig. l, innefattar en långsträckt verktygskropp ll, en främre vägg 27 och en cylinder 12, som sträcker sig bakåt från väggen 27. Ett dämporgan eller en dämpkolv 13 är glidbart och tätande rörlig i cylindern 12 och har en något avsmalnad bakre del 14 och en liknande avsmalnad främre del 15 för att underlätta dess rörelse i cylindern 12. Dämpkolven 13 har ett kolvhuvud 19 och längs centrumaxeln ett framåtriktat bottenhål eller en fattning 17 omgiven av en hylsdel 18 på dämpkolven 12.

Hylsdelen 18 avslutas med en tvärgående städyta 16 i fattningen 17.

Verktygskroppens ll främre vägg 27 uppvisar ett ringformigt invändigt anslag 20, en central borrning 21 och ett yttre tvärgående spår 22, Fig. 2, som skär borrningen 2l så att det bildas en genomgång till det inre av cylindern 12 och till dämpkolvens 13 fattning l7. En uppsätt- ning konventionella mothållsdynor 23, 231 av vilka en visas i Fig. 1, tillordnas nitningsmothållet 10. Varje dyna 23 har ett huvud 57, en sexkantig mellandel 24 och en cylindrisk nacke 25, den senare pass- ande förskjutbart i kolvens 13 fattning l7 med en väsentligen tätante friktionspassning. Nacken kan lösßart införas till fattningens l7 bot- ten genom den öppning som bildas av spåret 22 och hålet 21 i främre väggen 27 och bringas till anliggning med sin ändyta 26 mot städ- ytan 16. I detta läge liksom i alla arbetslägen samverkar den sexkan- tiga delen 24 med spårets 22 motstående väggar så att dynan 23 ej kan 10 15 20 25 30 35 aooes74-5 -3- VV- rotera i förhållande till verktygskroppen ll.

Den bakre änden av cylindern l2 är stängd av en ventil 28, bestående av tryckreducerande ventilorgan av godtycklig konventionell konstruktion, här visade innefattande en inre justeringsfjäder 29. Medelst ett vred 30, en skruvspindel 31 och en plugg 32 kan fjädern 29 selektivt belastas för att anbringa en motkraft mot en avtätad balanseringskolv 33, som är belastad av lufttrycket i en intilliggande tryckreduceringskammare 40. Balanseringskolven 33 är i samverkande kontakt med en reducerings- ventilskiva 34 med mindre diameter. En relativt vek motfjäder 35 i en ventilkammare 36 på tilloppssidan av skivan 34 strävar att föra skivan 34 till stängt läge och mot balanseringskolven 33 i kammaren 40. Tryck- luft tillföres kammaren 36 från en ej visad yttre källa genom en slang 37 ansluten till en nippel 38 på ventilen 28, och via en kanal 39 i dennas hus. Tryckrednceringskamaren 40 kommunicerar via en rymlig kanal 41 med cylindern 12 och bildar däri en luftkudde i en dämpkammare 42 bakom dämpkolven l3. Som framgår av det beskrivna arrangemanget av de- taljerna i ventilanordningen 28, ändrar en axíell omställning med vredet 30 fjäderns 29 belastning , varigenom trycket i reduceringskamaren 40 kan ökas eller minskas efter behag och trycket i dämpkammaren 42 väljas så att det exakt passar för ifrågavarande arbetsbetingelser, d.v.s. ger optimal rekyl- och vibrationsdämpning. Luftkudden i dämpkammaren 42 verkar genom sitt tryck som en elastisk förspänning av dämpkolven 13 i riktning framåt mot ett ändlägesstopp, som bildas av det fasta anslaget 20 och buffertorgan, företrädesvis en O-ring 43, anordnad fram- till på kolvhylsan 18 eller, som ett här ej visat alternativ, upp- stödd intill anslaget 20. 0-ringen 43 mellan dämpkolven 13 och klacken 20 tjänar till att fjädrande dämpa mot anslaget 20 riktade stötar framåt av kolven l3. En gummihylsa 44 är anbringad på och omkring huset ll för att ge en behagligare hanterbarhet under arbete.

I de utföranden som visas i Fig. l, 4 ges verktygskroppen ll före- trädesvis en sådan storlek att den ger en diameter på cylinderloppet 12 av storleksordningen 3-5 cm. Detta möjliggör att operatören med sina händer bekvämt kan gripa och rikta verktygskroppen ll såsom antytt med prickstreckade linjer i Fig. l omslutande verktygskroppen med ena handflatan och med den andra till största delen placerad över vredet 30 . Den manuella kraft som operatåæn skall utöva på verktyget l0 vid mothållning skall normalt och lämpligen vara mindre än 10 kp aoo5sv4-s 10 15 20 25 30 35 40 _ 4 _ - f- och helst av storleksordningen 2-5 kp beroende på material och hårdhet hos de nitar som skall mothållas. Balanseringstrycket i dämpkammaren 42 skall väljas i storleksordningen 1,3 - 2,5 bar för att normalt åstadkomma en elastisk kraft genom luftkudden i dämpkammaren 42 ungefär lika med den optimala manuella kraft som erfordras för att på rätt sätt hålla emot vid den aktuella nitningen.

För att reducera rekylen är dämpkolven 13 och dynan 23 utförda som långsträckta massiva kroppar, valda så att de rekylerar samfällt som en enda tröghetskropp. För att ge bra tröghetsdämpning är kolv-dyne- elementen gjorda av stål med kolven 13 utförd med ett kolvhuvud 19 som har en längd av mellan l,5 och 3 gånger dess diameter. Hylsan 18 skall i det fallet lämpligen ha en längd av mellan 1,5 och 2 gånger den diametern. Företrädesvis har dämpkolven 13 och dynan 24 ungefär lika längd.

Vid användning anslutes mothållsverktyget 10 till en tryckluftkälla och trycket i dämpningskamaren 42 inställes av operatören medelst vredet 30 till att uppskattningsvis ge den önskade elastiska kraften på kolven 13 och få den att medelst 0-ringen 43 fjädrande ligga an mot anslaget 20. Som tidigare framhållíts väljes sagda elastiska kraft ungefär lika stor som den normala eller optimala mothållskraft som förväntas vid det aktuella arbetet. Nitningsmothållet 10 med dess ut-- stickande dyna 23 placeras sedan på den nitskalle som skall mothållas l, på skaftet till den nit Éà, som genom mothållningen skall stukas ut över arbetsplåtarna 55. eller alternativt, som visat i Fig.

Samtidigt därmed har en annan operatör anbringat och pressar nithammaren med dess arbetsände 56 mot nitens andra ände , d.v.s. skalländen i Fig. 1. Nithamaren, som inte är visad här, kan vara av vilket som helst passande konventionellt utförande och helst vara vibrations- dämpad, t.ex. tillverkad enligt svenska patentansökan 8003177-6. En mothållande kraft anbringas sedan på nitningsmothållet 10 för att hålla dynans 23 huvud 57 stadigt mot niten som motriktat påverkas av arbetsänden 56 och mothållskraften skall vara tillräcklig för att föra kolven 13 något inåt mot inverkan av den elastiska kraft som åstad- kommes av luftkudden i dämpkammaren 42. Härigenom hållas anliggnings~ trycket på buffert-0-ringen 43 alltid avlastat vid mothålluingen. Detta förhindrar vid efterföljande'körning med nithamaren att verktygskroppen ll utsättas-för vibration när kolven 13 återgår framåt efter rekylen. 10 15 20 25 30 35 8006874-5 _5_ Nithammaren startas sedan för att avge slag mot nitskallen med arbetsänden 56. Stöten av varje slag överföres genom niten 54 som en stöt- eller spänningsvåg som vandrar vidare genom dynan 23 och kolven l3 och orsakar en av masströgheten dämpad rekyl av dyna-kolv-enheten och reducering och slutlig absorption av stötvågsenergin genom den elastiska kraften från dämpkammarens 42 luftkudde, varvid den senare verkar som rekyldämpare och hindrar överföringen av skadlig vibration till verktygskroppen ll. Storleken eller volymen av dämpkammaren 42 är vald flera gånger större än kolvens 13 deplacerade slagvolym vid rekylen under mothållningen och tillräckligt stor för att reducera de av tryckpulsationerna uppkommande vibrationerna till en obetyd- lig nivå så att verktygskroppen ll isoleras från oönskad vibration.

Det bör observeras att stöt- eller spänningsvågen, när den passerat städytan 16, möter och fördelas över en ökad tvärsnittsarea som kolv- huvudet 19 erbjuder. Det är från sklerografprov känt att en sådan geometrisk areaförändring i en spänningsvågs fortplantning orsakar väsentlig absorption av spänningsvågsenergi av storleksordningen 30 Z eller mera genom omvandling av energi från den passerande stötvågen till inre vibration i den av vågen passerade kroppen. Till denna omvandling adderas dessutom energiomvandling till inre vibration or- sakad av den negativa dragspänningsvåg, sonai övergångsögonblicket bildas i kolvens 13 hylsa 18 och som fortplantar sig i denna i mot- satt riktning mot huvudspänningsvågen för efterföljande reflektion och samverkar med huvudspänningsvågens reflexer inuti kolven 13. En viss ytterligare energiabsorption åstadkommas av friktionsmotstånd och luftinsugnings- och kompressionsarbete i hylsans 18 fattning l7 som ett resultat av samverkan mellan ytorna l6, 26 i denna, dock utan att dämpkolven 13 och dynan 23 genom ifrågavarande lilla rörelse för- lorar sin egenskap att rekylera väsentligen samfällt som en enda tröghetsenhet. Tack vare ovannämnda omvandling och absorption av spänningsvågsenergi i kolv-dyna-enheten, reduceras dennas slutliga samfällda rekyl. Detta innebär i praktiken att operatören kan mothål- la nitningen effektivt med ett lägre drifttryck i kudden 42 och en lägre kraft än som annars skulle vara fallet.

Efter provkörning på den speciella nittyp som skall slås kan opera- tören genom inställning med vredet 30 hitta det mera exakta arbets- tryck som skall upprätthållas i däupkammarens 42 luftkudde för att elastiskt återföra dyna-kolv-enheten till anliggning mot niten 54 eooss74-5 10 15 20 25 30 35 ___.._.._::.í__-l__-. ___. _ , - 6 - - - - f~~, .. m_wr__ innan nästa rekylalstrande slag avges av nithamarens arhetsände 56.

Detta arbetstryck skall, när det är optimalt, vara tillräckligt att som ett resultat av mothållsoperatíonen och genom kalldeformation av nitskaftet snabbt forma en skalle 53 på detsamma som har en diameter ungefär l,5 gånger diametern på nitskaftet och en tjocklek på ungefär hälften av sagda diameter. Under mothållsarbetet håller operatören sin manuella mothållskraft väsentligen lika med den elastiska kraft som utvecklas av dämpkammarens 42 luftkudde. Han följer den fortskri- dande deformationen av nitskallen så att 0-ringsbufferten 43 alltid hållas väsentligen avlastad från dämpkolven l3 och skyddar på så sätt verktygskroppen mot dämpkolvens returstötar framåt. Övergången från belastning till avlastning av bufferten 43 observeras i prak- tiken lätt av operatören på grund av det tydligt märkbara försvinnan- det av vibrationerna. Med ökande diameter och hårdhet hos nitarna, som skall mothållas, skall trycket i dämpkammaren 42, d.v.s. mothålls- kraften, normalt ökas för att på rätt sätt stuka nitarna och för att i tid återföra den rekylerande dyna-kolv-enheten mot nacken på niten 54. Tack vare det faktum att den öppna fattningen 17 i kolven 13 tillåter snabbt byte av mothållsdynor genom öppningarna 21 och 22, kan operatören för det aktuella arbetet ur sin uppsättning dynor av olika form och/eller vikt välja ut den dyna som bäst passar för bekväm användning och för att hålla ned rekylen hos dämpsystemet. Speciellt vid utbyte av dynan 23 mot en tyngre, kan trögheten hos den totala mothållsmassan ökas, t.ex. vid stukning av hårda duraluminium- eller titannitar, för att därigenom minska rekylen och undvika alltför kraftig . ökning av trycket i dämpkammarens 42 luftkudde.

Dynan_23l i Fig. 3 representerar ett exempel på en utbytesdyna för verktyget 10 i Fig. l och har ett dynhuvnd 571 av modifierad form lämplig för nitning av flygplansstommar av annan komplex form. Dynhuvudet 571 har en plan, nitformande främre yta 581 liknande dynan 23 som visas i Fig. 1.

I utförandet enligt Fig. 4 är nitningsmdhållet 10 försett med ett bak- stycke 46 på verktygsknppen ll, som uppbär ett handtag 47. öppningar 48 vid cylinderns 12 bakre ände förbinder luftkudden 42 i denna med kanal 41 i ventil 28 via en kanal 49 i handtaget 47. I detta utförande är ventilen 28 placerad i handtaget 47 i linje med lufttill- 10 8006874--5 _ 7 _ loppsníppeln 38. Inställningsvredet 30 till ventilen 28 är vrídbart lagrat í handtaget 47 oth hållas på plats axíellt av en tvärgående pinne 51, som samverkar med ett spår 52 i vredets 30 skruvspíndel 31.

Genom vredets 30 vridning påverkar skruvspíndeln 31 en axíellt för- skjutbar, fyrkantig kuliss 50 för inställning av fjädern 29 och där- med av den kraft som verkar på kolven 33. Dríften av verktyget i Fig. 3 är densamma som beskrivits med hänvisning till Fig. 1, och den enda skillnaden ligger i användningen av handtaget 47.

Den föreslagna lufttäta passníngen för nacken 25 i fattníngen l7, Fíg. 1,kan som ett uppenbart alternativ åstadkommas med en 0-ring, icke visad här, placerad i ett invändigt spår i fattningen 17. Detta skulle minska ytjämnhetskravet för fattníngen 17.

Claims (8)

10 15 20 25 30 "aooee74~s 8 Patentkrav

1. Ett víbrationsdämpat nitningsmothåll bestående av en verktygs- kropp (ll) avsedd att påverkas av en manuell mothållningskraft, en cylinder (12) anordnad i verktygskroppen och försedd med anslag (20) och en öppning (2l,22) vid sin ena ände, en i cylindern under tätning fram och åter rörlig kolv (13), som avgränsat en dämpkarmnare (42) vid cylinderns andra ände, en till kolven (13) ansluten mothållsdyna (23) vid cylinderns sagda ena ände för överföring av mothållskraften mot den nit som skall mothållas, samt kanaler (39) för tillförsel av tryckluft till dämpkarmnaren för att genom samverkan med kolven (13) under mothållningen överföra mothållningskraften från verktygshuset via kolven till dynan, k ä n n e t e c k n a t a v en på kolven (13) från ett kolvhuvud (19) på denna framskjutande rörformig hylsa (18) som bildar en fattning (17) för lösbar samverkan med dynan vid en på denna utbildad nacke (25), som genom öppningen (2l,22) är inskjutbar i fattningen (17) till slagöverförande anligg- ning mot en städyta (16) på kolvhuvudet (19), vid vilken den språngar- tat från nacken (25) till kolven (13) ökande tvärsnittsarean utnytt- jas för begränsning av kolvens (l3) rekyl varje gång ett nitningsslag mothålles.

2. , Nitningsmothåll enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att nacken (25) är inskjutbar i fattningen (17) med friktionspass- ning för att bilda en väsentligen samfällt rekylerande trög enhet av kolven (lá) och dynan (23).

3. Nitningsmothåll enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a t a v att passningen av väsentligen tätande.

4. --4. Nitningsmothåll enligt patentkrav 1; k ä n n e t e c k n a t a v att dynan (23) har ett axiellt förlöpande långsträckt tillplattat parti (24) för ovridbar men axiellt rörlig samverkan med öppningen (2l,22). 10 15 8006874-5- 9

5. Nitníngsmothåll enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a t a v att kolven (13) och dynan (23) är långsträckta masskroppar med sådan tröghet att enhetens rekyl väsentligen reduceras vid mothållning.

6. Nitningsmothåll enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a t a v att en sats utbytbara dynor (23, 231) är tillordnad kolven (13), varvid dynorna genom olika vikt är anpassade för dämpning av rekylen vid mothållning av nitar av olika storlek och materialhårdhet.

7. Nitníngsmothåll enligt patentkravïå, k ä n n e t e c k n a t a v att kolvens (13) diameter är så vald att operatören under mot- hållningen med handflatan kan gripa och väsentligen omsluta verktygs- kroppen (ll) däromkríng.

8. Nitningsmothåll enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a t a v att kolvens (13) huvud har en längd av mellan en och en halv och tre gånger dess diameter.