(19)
(11) EP 0 231 377 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG
veröffentlicht nach Art. 158 Abs. 3 EPÜ

(43) Veröffentlichungstag:
12.08.1987  Patentblatt  1987/33

(21) Anmeldenummer: 85905945.3

(22) Anmeldetag:  25.09.1985
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)4B25B 13/50
(86) Internationale Anmeldenummer:
PCT/SU8500/080
(87) Internationale Veröffentlichungsnummer:
WO 8700/477 (29.01.1987 Gazette  1987/03)
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT DE FR GB IT SE

(30) Priorität: 24.07.1985 SU 3920552

(71) Anmelder: KIEVSKY POLITEKHNICHESKY INSTITUT IMENI 50-LETIA VELIKOI OKTYABRSKOI SOTSIALISTICHESKOI REVOLJUTSII
Kiev, 252056 (SU)

(72) Erfinder:
  • LEVCHENKO, Georgy Timofeevich
    Kiev, 252215 (SU)
  • RADZIKOVSKY, Alexandr Nikolaevich
    Kiev, 252103 (SU)

(74) Vertreter: Hansen, Bernd, Dr.rer.nat. et al
Hoffmann, Eitle & Partner Patentanwälte Postfach 81 04 20
81904 München
81904 München (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
   
       


    (54) VIBRIERENDER ROHRSCHLÜSSEL


    (57) A vibrating pipe wrench comprises a hollow handle (1) with a wrap-round clamp (2) and with a vibrator (9) which is connected to an alternating-current generator (10) and is provided with a stop (20) interacting, together with the wrap-round clamp (2), with the pipe (7). The vibrator (9) is mounted so that it can move longitudinally, whereas the handle (1) is provided with an additional stop (24) contacting with the pipe (7) when the stop (20) of the vibrator (9) is removed from the pipe (7). There is a feed-back circuit (26) electrically connecting the vibrator (9) to the generator (10).




    Beschreibung

    Gebiet der TechniK



    [0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Maschinenbau und betrifft insbesondere einen Vibrations-Rohrschlüssel.

    Zugrundeliegender Stand der Technik



    [0002] Es ist ein Vibrations-Rohrschlüssel (siehe z.B. SU-Urheberschein 647103, IPK B25B 13/50, Priorität vom 14.02.77, veröffentlicht am 15.02.79 im Bulletin "Entdeckungen, Erfindungen, Geschmacksmuster, Warenzeichen" Nr.6, S. 39) bekannt, der einen hohlen Handgriff mit einem Vibrator und einem Uberwurfbügel enthält. Der Vibrator ist im Hohlraum des Handgriffes angeordnet und weist einen Anschlag auf, der einen zur Kontaktierung mit einem festzuschraubenden Rohr vorgesehenen Aufsatz aus verschleißfestem Werkstoff darstellt.

    [0003] Der Vibrator ist aus Piezoelektrikum hergestellt und an einen Generator zur Erzeugung von elastischen Schwingungen in ihm elektrisch angeschlossen, die auf das Rohr in Form von zur Rohrfläche unter einem spitzen Winkel gerichteten Stößen übertragen werden. Der Vibrator ist auf Stützen aus schwachelastischem Werkstoff, beispielsweise aus Gummi, gelagert, die ein Durchdringen der Schwingungen des Vibrators in den Hanagriff verhindern.

    [0004] Der Überwurfbügel ist am Handgriff angelenkt und mit zwei Rollen zum Festhalten des Rohres versehen, die auch als Anschläge dienen.

    [0005] Der bekannte Vibrations-Rohrschlüssel weist eine geringe Zuverlässigkeit wegen eines eventuellen Bruchs des aus spröder Piezokeramik hergestellten Vibrators auf, wenn die Bedienungsperson den zulässigen Anpreßdruck überschreitet.

    [0006] Außerdem reicht das unter der Wirkung des Vibrators entwickelte Drehmoment des öfteren nicht aus, um eine Gewindeverbindung endgültig festzuziehen, weil das Drehmoment zur Scnwingungsamplitude des Vibrators proportional ist, die durch eine niedrige mechanische bruchfestigkeit des Werkstoffes besohränkt ist, aus dem er besteht.

    [0007] Hierbei werden die Schwingungsamplitude des Vibrators und also auch die mechanischen Wechselspannungen in diesem im Leerlaufbetrieb des Vibrations-Rohrschlüssels, wenn der Anschlag des Vibrators das festzuschraubende Rohr nicht berührt und keine Energie an dieses überträgt, viel höher sein, als wenn der Anschlag des Vibrators im Lastbetrieb mit dem Rohr kontaktiert und die akustische Energie zum Teil auf das Rohr übertragen wird. Da aber die im Leerlaufbetrieb des Vibrators maximal erreichbaren mechanischen Spannungen die zulässigen Spannungen des Werkstoffes, aus dem er hergestellt ist, nicht überschreiten dürfen, so werden die mechanischen Wechselspannungen und also auch das Drehmoment im Lastbetrieb, d.h. beim Drehen des Rohres, viel niedriger als die für die betreffende Konstruktion maximal erreichbaren liegen.

    [0008] Darüber hinaus wird der Vibrator bei beträchtlichen Schwingungsamplituden aufgrund elektrischer und mechanischer Verluste in diesem überhitzt, was dem durch den bekannten Vibrations-Rohrschlüssel erzeugten Drehmoment zusätzliche Grenzen setzt.

    [0009] Außerdem ändert sich die Resonanzfrequenz des Vibrators beim Betrieb in AbhängigKeit vom Verscaleißgrad seines Anschlages und von dem sich ändernden Anpreßdruck des letzteren gegen das Rohr, was eine ständige Nachstimmung der Generatorfrequenz notwendig macht, die den Betrieb des bekannten Vibrations-Rohrscalüssels erschwert.

    Offenbarung der Erfindung



    [0010] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vibrations-Rohrschlüssel zu schaffen, dessen Konstruktion eine Erhöhung seiner Zuverlässigkeit bei erheblicher Größe des an das Rohr zu übertragenden Drehmoments sichert, sowie dessen Betrieb zu vereinfachen.

    [0011] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Vibrations-Rohrschlüssel, der einen hohlen Handgriff mit einem Überwurfbügel und mit einem im Hohlraum des Handgriffes angeordneten Vibrator enthält, der an einen Wechselspannungsgenerator elektrisch angeschlossen ist und einen zur Zusammenwirkung mit einem Rohr samt dem Überwurfbügel vorgesehenen Anschlag aufweist, gemäß der Erfindung der Vibrator längsverschiebbar angeordnet und am Handgriff ein zusätzlicher Anschlag verfügbar ist, der zur Zusammenwirkung mit dem Rohr bei dem von diesem abgehobenen Anschlag des Vibrators bestimmt ist, und ein Rückkopplungskreis vorhanden ist, der den Vibrator mit dem Wechselspannungsgenerator elektrisch verbindet.

    [0012] Dadurch, daß der Vibrator längsverschiebbar angeordnet und am Handgriff ein zusätzlicher Anschlag ausgeführt ist, geht der Vibrator bei einer Erhöhung des Anpreßdrucks vom Rohr ab, wodurch der zusätzliche Anschlag befähigt wird, das Hohr festzuhalten und hierbei an dieses ein beträchtliches Drehmoment zu übertragen, das durch die Bedienungskraft beim endgültigen Festziehen der Gewindeverbindung erzeugt wird. Hierbei befindet sich der Vibrator vollständig im Hohlraum des Handgriffs, was diesen vor einer eventuellen Zerstörung schützt und folglich die Zuverlässigkeit des Vibrations-Rohrschlüssels erhöht.

    [0013] Das Vorhandensein des den Vibrator mit dem Wechselspannungsgenerator elektrisch verbindenden Rückkopplungskreises gestattet es, die Frequenz des Wechselspannungsgenerators während des Betriebs automatisch zu regeln, inaem diese gleich der Resonanzfrequenz des Vibrators gehalten wird, was eine maximale Schwingungsamplitude des Vibrators und also auch ein maximales Drehmoment sicherstellt sowie den Umgang mit aem Vibrations-Rohrschlüssel vereinfacht.

    [0014] Empfehlenswert ist es, die Längsverschiebung des Vibrators mit Hilfe einer Feder zu bewerkstelligen.

    [0015] Dank der vorhandenen Feder bleibt der maximale AnpreBdruck des Anschlages des Vibrators gegen das festzuschraubende Rohr unter dem zulässigen Wert unabhängig von der Kraft , die von der Bedienungskraft angelegt wird.

    [0016] Es ist zweckmäßig, daß der Wechselspannungsgenerator hintereinander angeordnet einen Stromregler, einen Steuergenerator, einen Modulator und einen Leistungsverstärker enthält, dessen Ausgang an den Vibrator angeschlossen ist, und daß der Rückkopplungskreis mit dem Eingang des Stromreglers und mit dem Eingang des Steuergenerators elektrisch verbunden ist.

    [0017] Das Vorhandensein des den Vibrator mit dem Wechselspannungsgenerator elektrisch verbindenden Rückkopplungskreises gibt die Möglichkeit, den Stromregler zu benutzen, der es gestattet, im Vibrator mechanische Wechselspannungen zu erzeugen, die bei beliebigen Betriebsarten des Vibrations-Rohrschlüssels gleich sind und den höchstzulässigen Werten nahekommen. Infolgedessen wird der belastete Vibrations-Rohrschlüssel, d.h. beim Drehen des Rohres, ein für die betreffende Konstruktion größtmögliches Drehmoment entwickeln.

    [0018] Hierbei nehmen aber die elektrischen und akustischen Verluste im Vibrator zu, weshalb auch dessen Erwärmung vergröBert wird. Daher ist es erwünscht, daß gleichzeitig mit dem Stromregler auch ein Modulator eingesetzt wird, der aus einer kontinuierlichen Wechselspannung eine Reihe aufeinanderfolgender Impulse formiert.

    [0019] Falls dabei die am Generator ankommenden Impulse eine erhebliche Leistung tragen, die es gestattet, ein großes Drehmoment zu entwickeln,wird die für die Impulsfolgeperiode mittlere Leistung nicht hoch sein und keine beträchtliche Erwärmung des Vibrators hervorrufen.

    [0020] Der gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführte Vibrations-Rohrschlüssel weist also eine recht hohe Zuverlässigkeit bei einem beträchtlichen Wert des an das Rohr zu übertragenden Drehmomentes auf.

    [0021] Außerdem vereinfacht die erfindungsgemäße Konstruktion des Vibrations-Rohrschlüssels dessen Betrieb, erhöht die Arbeitsleistung und die Qualität der Monta- gearbeiten in bedeutendem Maße.

    [0022] Nachstehend wird die Beschreibung eines konkreten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf beigefügte Zeichnungen aufgeführt.

    Kurze Beschreibung der Zeichnungen



    [0023] Fig.1 zeigt schematisch einen erfindungsgemäß ausgeführten Vibrations-Rohrschlüssel im Längsschnitt;

    [0024] Fig.2 ein Zeitdiagramm der Spannung am Eingang des Leistungsverstärkers.

    Beste Ausführungsform der Erfindung



    [0025] Der-erfindungsgemäße Vibrations-Rohrschlüssel enthält einen hohlen zylindrischen Handgriff 1 (Fig.1) mit einem Überwurfbügel 2, der ein Gewindeteil 3 aufweist, das durch eine (nicht angedeutete) Bohrung eines Angusses 4 durchgeht, der an dem dem Überwurfbügel 2 zu - gekehrten Ende des Handgriffes 1 gebildet ist. In einem Anschlages Abstand vom Anguß 4 ist am Handgriff 1 ein Anguß 5 mit einem (nicht gezeigten) Sitz vorhanden, in dem das Gewindeteil 3 des Überwurfbügels 2 liegt.

    [0026] Zwischen den Angüssen 4 und 5 ist eine Mutter 6 bekannter Konstruktion angeordnet, die auf das Gewindeteil 3 aufgeschraubt und zur Einstellung der Lage des Überwurfbügels 2 bezüglich des Handgriffs 1 vorgesehen ist. Der (nicht eingezeichnete) Biegewinkel des überwurfbügels 2 beträgt ca. 60°, in anderen Fällen kann er davon abweichen.

    [0027] An aen Kontaktstellen mit einem zu umschließenden Rohr 7 weist der Überwurfbügel 2 Beläge 8 auf, die aus einem Werkstoff mit einem niedrigen heibfaktor bestehen und in den Körper des Überwurfbügels 2 eingelassen sind. In einer Weiterbildung des Vibrations-Ronrschlüssels können anstelle der Beläge 8 Rollen verwendet werden, die auf der Innenfläche des Bügels 2 angebracht und zum Festhalten des Rohres bestimmt sind.

    [0028] Im Hohlraum des Handgriffs 1 ist ein Vibrator 9 untergebracht, der an einen Wechselspannungsgenerator 10 angeschlossen und zur Erzeugung von Schallschwingungen sowie zu deren Übertragung auf das Rohr 7 vorgesehen ist.

    [0029] Der Vibrator 9 ist durch einen Satz von aus Piezoelektrikum hergestellten Ringen 11 und aus stromleitendem Werkstoff ausgeführten und zwischen diesen angeordneten Scheiben 12 gebildet. Die piezoelektrischen Ringe 11 und die stromleitenden Scheiben 12 sind auf einen Bolzen 13 aufgesetzt, der im Vibrator 9 in dessen Achse 14 liegt.

    [0030] Die Achse 14 schneidet die Oberfläche des Rohres 7 in einem Winkel von ca. 45° (nicht gezeigt), in anderen Fällen kann dieser Winkel anders sein. Auf das (nicht bezeichnete) mit Gewinde versehene Ende des Bolzens sind eine Mutter 15 bekannter Konstruktion aufgeschraubt und eine Metallscheibe 16 aufgebracht. Der Bolzen 13 weist einen Kopf 17 auf, zwischen dem und dem Satz 11 der Ringe 11 eine aus Dielektrikum ausgeführte Scheibe 18 angeordnet ist. Der Bolzen 13 und die Mutter 15 sind zum Zusammendrücken des Satzes 11 der piezoelektrischen Ringe 11a, 11b, 11c, bei der Montage vorgesehen. Am Kopf 17 des Bolzens 13 ist ein Stab 19 starr befestigt, der in der Achse 14 liegt und als Konzentrator der vom Vibrator 9 zum Rohr 7 zu übertragenden Schallschwingungen auftritt.

    [0031] In anderen Ausführungsformen des Vibrations-Rohrschlüssels kann der Stab 19 eine nach der Länge veränderliche Querschnittsfläche aufweisen.

    [0032] Am freien Ende des Stabes 19 ist ein Anschlag 20 in Form einer Platte ausgeführt, die aus verschleißfestem Werkstoff hergestellt und unter einem (nicht gezeigten) Winkel von ca. 45° zur Achse 14 des Vibrators 9 und tangential an die Oberfläche des Rohres 7 angeordnet ist.

    [0033] Der Anschlag 20 ist zur Zusammenwirkung mit dem Rohr 7 gemeinsam mit dem Uberwurfbügel 2 vorgesehen.

    [0034] Der Vibrator 9 ist mit der Möglichkeit einer Längsverschiebung entlang der Achse 14 angeordnet, die durch eine Schraubenfeder 21 bewirkt wird. Die Feder 21 befindet sich im Hohlraum des Handgriffs 1 an dessen den Angüssen 4, 5 entgegengesetztem Ende. Mit dem einen Ende drückt die Feder 21 gegen den Boden 1a des Handgriffs 1 und mit dem anderen gegen eine Laufbüchse 22, die innerhalb des Hohlraumes des Handgriffs 1 angeordnet ist und an dessen innerer Seitenwand anliegt.

    [0035] Der (nicht bezeichnete) Boden der Laufbüchse 22 ist am Kopf 17 des Bolzens 13 mittels Schrauben 23 befestigt. Im Boden der Laufbüchse 22 ist eine Bohrung (nicht bezeichnet) ausgeführt, durch welche der Stab 19 hindurchgeht, während der übrige Teil des Vibrators 9 innerhalb der Laufbüchse 22 liegt.

    [0036] Der Handgriff 1 weist einen zusätzlichen Anschlag 24 auf, der zur Zusammenwirkung mit dem Rohr 7 bei dem von diesem abgehobenen Anschlag 20 des Vibrators 9 vorgesehen ist.

    [0037] Der zusätzliche Anschlag 24 stellt einen Zahnkranz dar, der auf einem Abschnitt des Endes des Handgriffs 1 ausgeführt ist, der dem Rohr 7 zugewandt und tangential an die Oberfläche des Rohres 7 gestreckt ist . Die Vielzahl gleicher (nicht bezeichneter) Zähne des zusätzlichen Anschlages 24 sind in Drehrichtung des Rohres 7 geneigt, die durch einen Pfeil A angedeutet ist.

    [0038] An der Seitenwand des Handgriffs 1 ist in der Nähe des Endes, wo der zusätzliche Anschlag 24 ausgeführt ist, eine Schraube 25 angebracht, die als Raste dient, die ein Ausfahren der Laufbüchse 22 mit dem Vibrator 9 aus dem Hohlraum des Handgriffs 1 unter der Wirkung der Feder 21 bei fenlendem Rohr 7 verhindert.

    [0039] Der Handgriff kann einen Mantel (nicht gezeigt) aufweisen, der aus Gummi hergestellt ist und an der Außenfläche des Handgriffs in der Zone des Kontaktes mit der Hand der Bedienungskraft anliegt.

    [0040] Es gibt einen Rückkopplungskreis 26, der den Vibrator 9, nämlich den piezoelektrischen Ring 11a, mit dem Wechselspannungsgenerator 10 elektrisch verbindet.

    [0041] Hierbei enthält der Wechselspannungsgenerator 10 hintereinander geschaltet einen Stromregler 27, einen Steuergenerator 28, einen Modulator 29 und einen Leistungsverstärker 30, dessen Ausgang (nicht bezeichnet) an die piezoelektrischen Ringe 11b, 11c des Vibrators 9 angeschlossen ist. Der Rückkopplungskreis 26 ist dabei mit dem (nicht bezeichneten) Eingang des Stromreglers 27 und mit einem der (nicht bezeichneten) Eingänge des Steuergenerators 28 elektrisch verbunden.

    [0042] Die Gesamtlänge des Vibrators 9 ist gleich der Wel- .enlänge λ (in m) der akustischen Schwingungen in diesem. In anderen Ausführungsformen des Vibrations-Rohrschlüssels ist die Gesamtlänge des Vibrators 9 teilbar durch eine halbe Wellenlänge λ . Die Länge des Stabes 19 gleich einem Viertel der Wellenlänge λ Die Wellenlänge λ wird nach bekannten Formeln in Abhängigkeit von der in verschiedenen Medien unterschiedlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit der akustischen Schwingungen und von der Schwingungsfrequenz berechnet.

    [0043] Die (durch Pfeile ohne Bezeichnungen angegebene) Richtung der vorläufigen Polarisation der piezoelektrischen Ringe 11b fällt in einer der Halbperioden der vom Wechselspannungsgenerator 10 kommenden Wechselspannung mit der Richtung des in diesen entstehenden elektrischen Feldes zusammen, während die der Ringe 11c dieser Richtung entgegengesetzt ist. Der Abstand der zwischen den piezoelektrischen Ringen 11b und 11c liegenden stromleitenden Scheibe 12a zu jedem der Enden des Vibrators 9 ist gleich einer halben Wellenlänge λ.

    [0044] Der erfindungsgemäß ausgeführte Vibrations-Rohrschlüssel arbeitet wie folgt.

    [0045] Der Vibrations-Rohrschlüssel wird mit dem Überwurfbügel 2 auf das Rohr 7 aufgesetzt, die Lage des Bügels 2 wird mittels der Mutter 6 in der weise geregelt, daß das Rohr 7 gleichzeitig in Kontakt mit dem Bügel 2 und dem Anschlag 20 des Vibrators 9 kommt, worauf der Anschlag 20 durch Drehen des Handgriffs 1 an die Oberfläche des Rohres 7 derart angedrückt wird, daß sich die Laufbüchse 22 mit dem Vibrator 9 bezüglich der durch die Schraube 25 bestimmten Anfangslage unter teilweiser Zusammendrückung der Feder 21 verschiebt.

    [0046] Die vom Generator 10 auf die piezoelektrischen Ringe 11b, 11c gelieferte elektrische Wechselspannung erregt in ihnen akustische Schwingungen der Zusammendrückung bzw. Ausdehnung längs der Achse 14, die an den Vibrator 9 vermittelt werden.

    [0047] Hierbei versetzt der Anschlag 20 des Vibrators 9 auf die Oberfläche des Rohres 7 Stöße, die unter einem Winkel zu diesem gerichtet sind und das Rohr zwingen, sich in Pfeilrichtung A zu drehen. Der Vibrations-Rohrschlüssel bleibt dabei unbeweglich.

    [0048] Nacc dem Festschrauben des Rohres 7 wird das Drehmoment durch Vergrößerung der an den Handgriff 1 angelegten Kraft erhöht. Hierbei bewegt sich die Laufbüchse 22 mit dem Vibrator 9 unter der Einwirkung des Rohres 7 längs der Achse 14 in Richtung des Bodens 1a des Handgriffs 1, wodurch die Feder 21 zusammengedrückt wird.

    [0049] Das Rohr 7 tritt in Wechselwirkung mit dem zusätzlichen Anschlag 24, wonach durch Drehen des Vibrations-Rchrschlüssels samt dem Rohr 7 dieses um einen kleinen Winkel unter einem erhöhten Drehmoment festgezogen wird.

    [0050] Der Vibrator 9 wird am Boden der Laufbüchse 22 in einem Abstand von einem Viertel der Wellenlänge λ zum Ende des Stabes 19 befestigt, weil die Größe der Verschiebung des Vibrators 9 bei der Schwingung in diesem Abstand gleicn Mull ist, was die Verluste der akustischen Energie über den Boden der Laufbüchse 22 verhindert.

    [0051] Angesichts dessen, daß die Länge des Vibrators 9 gleich der Wellenlänge λ der akustischen Schwingungen ist, wird eine seiner Hälften (nicht bezeichnet) abwechselnd längs der Achse 14 ausgedehnt,während die andere längs derselben Achse zusammengedrückt wird. Die piezoelektrischen Ringe 11b und 11c, die sich in verschiedenen Hälften des Vibrators 9 befinden, sind daher mit einer dem angelegten elektrischen Feld entgegengesetzten Richtung der vorläufigen Polarisation angeordnet, was die Entstehung von mechanischen Kräften in diesen unter der Wirkung der angelegten elektrischen Wechselspannung ermöglicht, die synchron zu den Wellen der Zusammendrückung und Ausdehnung in jedem Teil des Vibrators 9 sind.

    [0052] Die akustischen Wellen lassen an dem als Geber einer Rückkopplung dienenden piezoelektrischen Ring 11a im Vibrator 9 eine elektrische Wechselspannung entstehen, die zur mechanischen Wechselspannung im Vibrator 9 proportional ist. Diese elektrische Wechselspannung wird auf den Eingang des Rückkopplungskreises 26 gegeben, der einen Begrenzungsverstärker darstellt, der den Steuergenerator 28 mit der Schwingungsfrequenz des Vibrators 9 auslöst.

    [0053] Auf solche Weise erfolgt eine automatische Abstimmung der Frequenz des Wechselspannungsgenerators 10 auf die Resonanzfrequenz der mechanischen Schwingungen des Vibrators 9. Die durch den Steuergenerator 28 geformte kontinuierliche rechteckförmige Wechselspannung gelangt auf den (nicht bezeichneten) Eingang des Modulators 29, der eine kontinuierliche Reihe von Kurzzeitimpulsen modulierter Schwingungen erzeugt.

    [0054] In Fig.2 ist eine Abhängigkeit der Spannung U (V) an dem (nicht bezeichneten) Ausgang des Modulators 29 vom Zeitwert t (s) aufgeführt. T1 bedeutet die Impulsdauer, T2 die Taktperiode.

    [0055] Vom Ausgang des Modulators 29 wird die Spannung in den Leistungsverstärker 30 eingespeist, dessen Ausgangsstufen im Schalterbetrieb arbeiten, was die Wärmeverluste in diesen fast vollkommen eliminiert. Die Ausgangsstufen des Leistungsverstärkers 30 sind mit einem LC-Filter versehen, das von der rechteckförmigen Wechselspannung die Grundharmonische abtrennt, die in die piezoelektrischen Ringe 11b, 11c des Vibrators 9 gelangt.

    [0056] Die Schwingungsperiode τ1 (s) (Fig.2) ist während der Impulszeit gleich der Periode von durch den Steuergenerator 28 erzeugten Schwingungen, deren Periode mit der der Resonanzschwingungen des Vibrators 9 zusammenfällt.

    [0057] Die den mechanischen Wechselspannungen im Vibrator 9 proportionale elektrische Wechselspannung gelangt vom Rückkopplangskreis 26 auf den Eingang des Stromreglers 27, der eine Spannung erzeugt, die den Steuergenerator 28 durch Änderung der Dauer τ2 einer der Halbperioden der durch diesen erzeugten Spannung steuert.

    [0058] Hierbei bleibt die Periode τ1 ohne Änderung. Dann ändert sich bei einer gleichbleibenden Amplitude der durch den Steuergenerator 28 formierten Wechselspannung die Amplitude der Grundharmonischen dieser Spannung.

    [0059] Dabei ist der Stromregler 27 aerart geschaltet,-daß er beispielsweise bei einer Erhöhung der am piezoelektrischen Ring 11a generierten Spannung die Amplitude der Grundharmonischen.der Wechselspannung am Ausgang des Steuergenerators 28 und also auch am Ausgang des Wechselspannungsgenerators 10 verringert. Indem also der Stromregler 27 den Wert der mecnanischen Wechselspannungen im Vibrator 9 automatisch konstant hält, sorgt er bei beliebigen Betriebsarten des Vibrations-Rohrschlüssels für ein bei dieser Konstruktion größtmögliches Drehmoment.

    [0060] Indem der Modulator 27 Impulse geringer Dauer T1 mit großer Taktperiode T2 formiert, gestattet er, die Schwingungsamplitude des Vibrators 9 beim Anliegen eines Impulses an diesem ohne Gefahr seiner Überhitzung wesentlich zu vergrößern, was wiederum das durch den Vibrations-Rohrschlüssel entwickelte Drehmoment erhöht.

    [0061] Die erfindungsgemäß hergestellten Versuchsmuster des Vibrations-Rohrschlüssels bestanden die Prüfungen erfolgreich, deren Ergebnisse eine zuverlässige Arbeit in einem weiten Betriebsbereich zeigten.

    [0062] Die Verwendung des erfindungsgemäßen Vibrations-Rohrschlüssels gestattet es, den Raum innerhalb eines Aggregats effektiv auszunutzen, wo die Rohrleitungen zusammengebaut werden, denn es ist möglich, eine Gewindeverbindung der Rohre durch ein einmaliges Ansetzen des Vibrations-Rohrschlüssels daran zu verwirklichen, was auch die Arbeitsproduktivität und die Qualität der Montagearbeiten verbessert.

    Industrielle Anwendbarkeit



    [0063] Am erfolgreichsten kann die vorliegende Erfindung für die Montage und Demontage der Gewindeverbindungen von Rohren angewendet werden.

    [0064] Der erfindungsgemäß ausgeführte Vibrations-Rohrschlüssel kann auch bei Montagearbeiten im Schiff- und Flugzeugbau, in der Energetik, insbesondere der Kernenergetik; und in anderen Industriezweigen sowie bei der Montage im Weltraum eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft ist die Anwendung der vorliegenden Erfindung unter den Bedingungen eines begrenzten Raumes.

    [0065] Darüber hinaus wird ein derartiger Vibrations-Rohrschlüssel in robotertechnischen Montagesystemen Anwendung finden.

    [0066] Der Vibrations-Rohrschlüssel kann auch für die Montage von nicht nur Rohrverschraubungen, sondern auch von beliebigen anderen Gewindeverbindungen verwendet werben, wozu dieser, falls erforderlich, mit einem Satz von auswechselbaren Aufsätzen zum Festhalten verschiedener festzuschraubender Teile versehen werden kann.


    Ansprüche

    1. Vibrations-Rohrschlüssel, der einen hohlen Handgriff (1) mit einem Überwurfbügel (2) und mit einem im Hohlraum des Handgriffes (1) angeordneten Vibrator (9) enthält, der an einen Wechselspannungsgenerator (10) elektrisch angeschlossen ist und einen zur Zusammenwirkung mit einem Rohr (7) samt dem Überwurfbügel (2) vorgesehenen Anschlag (20) aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß der Vibrator (9) längsverschiebbar angeordnet und am Handgriff (1) ein zusätzlicher Anschlag (24) verfügbar ist, der zur Zusammenwirkung mit dem Rohr (7) bei dem von diesem abgehobenen Anschlag (20) des Vibrators (9) bestimmt ist, und ein Rückkopplungskreis (26) vorhanden ist, der den Vibrator (9) mit dem Wechselspannungsgenerator (10) elektrisch verbindet.
     
    2. Vibrations-Rohrschlüssel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß die Längsverschiebung des Vibrators (9) mit Hilfe einer Feder (21) bewerkstelligt wird.
     
    3. Vibrations-Rohrschlüssel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Wechselspannungsgenerator (10) hintereinander angeordnet einen Stromregler (27), einen Steuergenergtor (28), einen Modulator (29) sowie einen Leistungsverstärker (30) enthält, dessen Ausgang an den Vibrator (9) angeschlossen ist, und daß der Rückkopplungskreis (26) mit dem Eingang des Stromreglers (27) und mit dem Eingang des Steuergenerators (28) elektrisch verbunden ist.
     




    Zeichnung







    Recherchenbericht