[发明专利]液压扭矩扳手系统

说明书

相关申请的旁引

本申请要求提交于2004年2月4日的60/541996号美国临时专利申请的权益。

技术领域

本发明涉及液压扭矩扳手，尤其涉及用于控制液压扭矩扳手夹紧操作的泵和方法。

背景技术

传统的扭矩扳手泵一般在实现紧固件的最后夹紧前，要求操作者多次前推或回拉扭矩扳手汽缸。通过将可调系统卸荷阀设置至与所要求扭矩相应的压力设定而获得所要求的扭矩设定点。

一般工序要求操作者压下并保持一个按钮(一般为向上箭头[↑])以使扭矩扳手汽缸进给，监控系统压力和扳手汽缸位置直到它完全前伸为止，然后释放该按钮直到扳手汽缸完全缩回为止。必须重复多次这种临时的夹紧步骤直到在汽缸完全前伸之前达到合适的压力(对应于所要求扭矩设定)，这表示已获得合适的紧固件扭矩值并且已完成最终夹紧步骤。整个过程可能非常冗长、耗时并且经常需要用到第二人(一人监控扳手位置而另一人监控系统压力)。

发明内容

本发明提供一种用于精确地控制和自动操作液压扭矩扳手紧固件夹紧系统的方法和设备。为此，作为扭矩表征的阀致动和系统压力被获得并用来监控紧固件的夹紧并确定最终停止点以终止夹紧。本发明不添加任何附件到液压扭矩扳手地实现该目的。

通过利用系统控制器和系统压力反馈，可自动进行夹紧(或松开)过程以可观地简化操作、减少循环时间和操作者疲劳并削减人员配备。该工序使开始夹紧和达到所要求扭矩之间的临时夹紧步骤自动化。最终结果是紧固件无需连续前进和回撤循环的手动操作并在最少时间内达到可编程扭矩设定点。

本发明提供一种液压扭矩扳手紧固件夹紧系统，它具有双向作用汽缸，该夹紧系统随着汽缸的进给而转动扳手的套筒并随着汽缸的回撤而不转动套筒地在套筒上向后棘轮脱开，其中，响应操作者对进给致动器的驱动并将其保持在驱动状态，所述系统交替地：(a)将压力施加于汽缸以进给汽缸，直到达到设定压力；以及(b)将压力施加于汽缸以回撤汽缸。本发明的系统以下述方式实现上述内容：当达到紧固件所要求的扭矩时，工序(a)将压力施加于汽缸以使汽缸进给以及(b)将压力施加于汽缸以回撤汽缸之间交替的循环时间减少。在持续时间内的减少向操作者指示紧固件已达到所要求的扭矩，并且对操作者而言无论是听觉上还是视觉上均很明显。另外，可在紧固件已达到要求扭矩后自动地切断泵。

在一个方面，液压扭矩扳手系统通过连续操作扭矩扳手以交替进给和回撤扳手汽缸直到达到所要求的扭矩压力，从而自动地进行夹紧工序。本发明的其它方面包括：如果进给致动器由操作者释放，扳手完全回撤并停止进给；如果进给致动器在一段时间内不被按下且同时泵运行，则将泵自动切断；当已将紧固件夹紧至要求扭矩或压力设定点，泵被切断，或在将扭矩扳手汽缸的进给和回撤之间的交替循环的持续时间减少通过音频或视频通知操作者已达到紧固件停止点的情况下则继续运行泵；系统可存储将压力与所使用的扳手扭矩相关的信息；系统可包括使用者可调压力卸荷阀，因此它能象现有技术那样使用；并且系统控制器可提供有通信端口以直接地或通过网络与外部计算机通信。

通过详细说明和附图，本发明的这些和其它优点将变得更为明显。

附图说明

图1是包含本发明的液压扭矩扳手系统的示意性方框图；

图2是图1的系统的液压配置和电子配置的示意性线路图；以及

图3是图1和图2系统的算法的流程图。

具体实施方式

参阅图1和图2，本发明的液压扭矩扳手系统10包括功率单元12和扭矩扳手14。功率单元12具有液压泵16，它可以是由电动机18驱动并在螺线管操作的四通双液位阀20的压力下提供液压流体的固定排量泵，四通双液位阀20除了由螺线管操作外也可手动操作。泵16将流体从储液罐22中抽出，流体通过阀20从扳手14返回到储液罐22。在图2所示的阀20的位置中，在压力下来自泵16的流体被引向扳手的回撤端口B并从扳手的进给端口A流向罐22。当阀20由螺线管移动至其另一位置时，来自泵16的压力下的流体被引向扳手的进给端口A并从扳手的回撤端口B流回罐22。系统10还包括防止回撤管线中的压力超过预设限值的压力卸荷阀24。