专利名称：用于松开粘结连接、特别是电热塞的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及一种用于松开粘结连接的方法和装置，如螺纹连接，特别是用于松开发动机气缸盖里的电热塞。
背景技术：
已知的美国专利号3,861,250中提供了一种使用振动/冲击机构和冲击帽来松开螺纹连接的装置。该振动/冲击机构包括一个由压缩空气驱动并作为冲击件/连接件的冲击柱塞，并且，冲击帽在不给螺纹施加扭矩的情况下对其施加振动。
汽车和发动机技术人员通常都熟知的一个事实就是，电热塞很难从发动机的气缸盖上卸除。这是由于多种原因造成的，如在电热塞螺纹和气缸盖螺纹之间发生的腐蚀，气缸盖和电热塞之间的碳沉积，以及多种金属如铝和钢的侵蚀等。在这种情况下，电热塞很快就会发生粘着，并且在卸除时带来损坏的可能。类似的现象也发生在雾化器中，尤其在通常用夹钳连接或可调配合件装配的柴油机中，在腐蚀和/或沉积的作用下，它们也将很难卸除。
通常，将电热塞从发动机上卸除的方法是对发动机加热，或在电热塞仍然完好的情况下开动发动机直到变热，然后使用单独的电缆让电热塞继续发热4-5分钟，以烧电热塞达到清洁。然后，在使用合适的工具小心地将电热塞旋下螺丝后，给螺纹加上渗透润滑油或类似的多功能合一油。此过程中，配合件必须总是保证不会超过制造商所预定的最大扭矩，如40Nm，否则电热塞会折断。根据受腐蚀和/或碳沉积的程度，螺纹仍有可能在施加小于最大扭矩的情况下被损坏。
若像经常发生的一样，在拆卸中电热塞造成了损坏或意外折断，就必须将其钻穿，然后气缸盖也必须重新刻新的螺纹。钻穿电热塞和提供新螺纹是非常耗时，也非常危险的操作。在很多情况下，都必须拆除并更换发动机的气缸盖本身，这带来很多的附加成本。
美国专利号4,807,349中描述了一种用于松开螺纹连接的装置，该装置提供有人工操作的键和振动/冲击机构。该振动/冲击机构在不给螺纹连接施加扭矩的情况下对其施加振动。同时，使用该键来松开螺纹连接。在此装置中，振动/冲击机构作用在一个铆接机驱动的冲击柱塞上。此装置中也没有冲击帽。
德国已审查和公开的申请(“Auslegeschrift”)1067739公开了一种用于松开螺纹连接的装置，其中指定了塞键做为应用。该装置是一个人工操作的键，同时装置中包括冲击机构。撞锤撞击冲击机构，将撞锤的力转换为螺纹连接上的力矩(“螺母冲击原理”)。
美国专利号6,681,663公开了一种用于松开螺纹连接的手工工具，该工具的手柄中包括振动机构，利用手柄可在螺纹上施加振动，而不会引入力矩。然后即可使用键来松开螺纹连接。
依照现有技术，也有气动旋转/冲击设备。例如，参考美国专利号4,243,108和4,836,296。
尽管关于粘结连接、特别是螺纹连接的松开问题已在所述文献里引起了很大的重视，然而直到现在还没有任何一种此处所引用的解决办法实际上能够以足够高的成功率(也就是在装配时不损坏电热塞)来更换汽车发动机等的电热塞。因此，有迫切的需求对现有的松开粘结连接的装置做出改进，特别是针对螺纹连接，尤其是电热塞的松开装置，所作的改进需要能够克服上述的问题，或至少将问题的影响降到最小。这里所采取的评价标准是经专门训练的工作人员在从发动机体(或有可能是气缸体)上做卸除工作时，电热塞的损坏百分比得到降低或优选的大幅降低。
发明内容
令人惊讶的是，我们发现这个目标可以通过以下的方法来实现使粘结连接受到轴向振动，由此同时施加力偶到连接上以松开连接，该力偶优选的是可控且可测量的。
因此，本发明提供一种用于松开粘结连接的装置，该装置包括用于产生轴向振动的机构，以及将此振动传递至粘结连接的部件，其中，所述装置也包括在待松开的连接上施加力偶的部件。
优选地，该轴向振动是由气动或液压产生。
优选地，该部件包括用于施加力矩的转矩键或扭力杆，且其力偶最好是可调的。
在更好的一个优选实施例中，为了简单起见，该转矩键或扭力杆是可分离地连接在产生轴向振动的机构上。例如，使其中优选地布置有冲击/振动机构的外壳配备其上或其中可以布置外置转矩键的装置，即可达到这种效果。将振动传递至螺纹连接的部件最好还包括连接件，该连接件能够将装置中的振动机构/冲击机构连接至螺纹连接上待卸除的物体或螺纹本身。该装置通常包括由压缩空气或液压驱动的冲击柱塞，其通过冲击件一连接件以及冲击帽，在不引入力矩的情况下在螺纹上施加振动。所述振动机构/冲击机构优选地也包括高度精确调节减压阀，使用该减压阀可以设定用于纠正振动能量的冲击力频率。
依照本发明的该装置的主要适于松开粘结螺纹连接，特别是从装有电热塞的发动机体上松开并卸除电热塞。该装置同时还可用于松开夹钳或配合连接，特别是用于从装有雾化器的(柴油)发动机体上松开和卸除雾化器。因此，在适宜的情况下，可使用合适的适配器或工具，来一方面稳固地连接雾化器等，另一方面，以通过根据本发明的装置产生的振动被特定地传递至雾化器等的方式，连接至依照本发明的装置。由于雾化器通常都具有螺纹，因此可在振动过程中或之后，对粘结连接施加力偶或轴向力来松开连接。合适的适配器例如可为如DE 20 2004 009 755 U1中所述各种设备等，以通过此附加设备来将该设备连接至依照本发明的装置上(参见本发明的图8和9)。
依照本发明的该装置还可用于松开熔断销等，通常使用标准适配器，如3/8英寸连接。
本发明也涉及一种松开粘结连接的方法，该方法包括使粘结连接受到气动产生的轴向振动，且对该粘结连接施加力偶，以松开连接。
优选地，该力偶能够读出或是可预调的。该力偶最好由人工施加在粘结连接上。
原则上说，在本发明的一个优选实施例里，所述装置按照下述过程操作。通过已知的气动操作振动机构/冲击机构，所述装置产生轴向振动，振动经过冲击件/连接件传递至待卸除物体，该物体通常为如电热塞(盖)，由此在电热塞螺纹和气缸盖螺纹间的腐蚀和碳沉积被振动松开。以这种方式，在两个螺纹之间的摩擦应该被减小到较大或较小程度。当该螺纹连接已振动至足够松开时，可在振动过程中对电热塞施加很小的力偶旋下螺丝，从而在消耗更少振动能量的情况下，完全将电热塞从气缸盖上卸除。很显然，松开过程取决于螺纹连接粘着(卡住)的程度，以及由此的腐蚀以及在电热塞的情况下碳沉积的程度。对于不是螺纹连接而是夹钳或轴连接的情况，应用同样的原理。
根据腐蚀和/或碳沉积的程度以及轴向振动机构的频率，工作持续时间并不特别关键，通常为一至几分钟。优选地，在振动之前或振动过程中，可对腐蚀的连接注入渗透润滑油或等效物。在所述装置的一个优选实施例里，可以调节冲击/振动频率。例如，一个合适的设置具有在3000-8000振动/分钟左右范围内的频率，在4000-6000振动/分钟左右范围内则更好，在5000振动/分钟左右则最佳。这对应于5-10巴数量级的压力。人工施加在待松开物体上的力偶通常是最重要的，尤其是在电热塞的应用中。通常，不应当超过制造商所指明的限制。若在操作数分钟后物体仍未能松开，应重复操作过程，直到物体最终能够旋下螺丝。
若电热塞未能松开，可尝试卸下电热塞轴上的支持销，在轴上轻打出螺纹(最好是左旋螺纹)，然后应用螺纹杆或螺栓，以更好地将振动传递至电热塞的粘着部分，这样通常还能同时带来加固螺纹和外壳的效果。
现在，将参照附图根据以下的例子进一步阐述本发明。需要注意的是，下述的例子并不是对本发明的范围做出任何限制。以下是
图1为依照本发明的一个优选实施例中装置连同转矩键的透视图；图2为图1所示转矩键指示器的面板的部分放大图；图3为依照本发明的装置的另一透视图，该装置不包括转矩键或扭力杆；图4为依照图1或图3中装置的顶视图；图5为依照本发明的装置从图3中A-A线方向的剖面示意图；图6为依照本发明的装置从图4中B-B线方向的剖面示意图；图7为依照本发明的另一装置的多个分离组件的透视示意图；图8为依照本发明的装置的透视示意图，该装置具有适用于振动松开和卸除雾化器的适配器；以及图9为依照图8中装置和适配器的剖面示意图。
应该注意的是为清晰起见，不同的图中对同样或等效的组件使用了同样的附图标记。
具体实施例方式
如图1所示，依照本发明的装置包括三个主要组件A.带有传统的气动振动机构的一部分，该机构主要包括以下部件有盖的外壳1，振动机构基本位于其中；以及由螺栓4连接在外壳上的头部2，其具有压缩空气连接3、空气调节阀5和安装在头部2上的转矩键8。取代气动振动机构，可使用具有同样操作功能的其它振动机构，如电动或液压振动机构。这些不同的机构都是本领域内技术人员所熟知的。
B.本实施例中的转矩键8为具有可读数面板16的指示转矩键，它部分地如图2放大所示。除了可使用指示转矩键之外，还可使用可调转矩键或扭力杆，不过对于所介绍的实施例，使用图示的类型是最好的。转矩键或扭力杆8通常是可拆卸地连接在头部2上，如图4或图7中例子所示。
C.通常为六角形的冲击帽9，它通过振动杆14与外壳1内的振动机构相连接，其中振动杆由锁销15锁定。振动机构产生的轴向振动通过振动杆14传递至冲击帽9，从而传递至待松开的粘结连接。
图3中为依照本发明的装置另一方向的透视图，图中所示装置与图1所示装置基本相同，不过没有转矩键或扭力杆。图3所示装置包括外壳1，其主要包括振动设备，具有压缩空气连接3的头部2，以及空气调节阀5。冲击帽9通过振动杆14与振动机构相连接，其中振动杆14在15处锁定在外壳1上。在外壳1上还有用于振动机构的回流室通风的开孔24，其操作将在下文作出进一步的说明。
图4中示出了依照本发明的装置的头部2的顶视图，其中，3是压缩空气连接，5是空气调节阀。头部由螺栓4固定在外壳上。本实施例中的头部还设置有精确配合的凸缘17或螺纹，用以容纳转矩键或扭力杆。
图5和图6中示出了依照本发明的同一装置的两幅不同纵向剖面图。以下将对可在装置中有利地使用的传统类型振动机构的操作进行描述。振动机构主要位于外壳1之内，其在外壳的一端被头部2所限制，在另一端被振动杆14所限制。振动机构包括气缸18，柱塞11在其中往复移动。一方面柱塞与气缸内壁具有紧密的配合，另一方面柱塞又能够在气缸内轻易地移动，这对于本领域的技术人员来说是很容易了解的。柱塞11将气缸18分为两个室，以下分别称为压力室和回流室。压力室靠近头部2的边缘，回流室则在从柱塞11卸除的一端被振动杆14所限制。
振动机构的操作基于柱塞11的快速往复移动。压缩空气经进口3进入头部2，然后通过供给道穿过空气调节阀17。空气接着经由具有转换阀21的阀10进入压力室，推动柱塞11向振动杆14方向移动，从而给振动杆一次冲击。通过所述的柱塞11在气缸18内的运动，空气通过气缸壁上的开孔23通过外壳流到外界，从而释放压力室的压力。在此情况下转换阀21关闭，从而压缩空气通过气道20流向回流室，由于它的相适应的形状而沿着头部2的方向推回柱塞11。通过这个运动，气缸壁上的开孔23被关闭，同时气缸壁上的开孔22将打开，空气通过开孔22流出，通过开孔24经由气道向外散发，从而释放回流室的压力。同时，转换阀21再次打开，使得压缩空气进入压力室，上述过程再次开始。因此，柱塞11得以快速地往复移动，使得振动杆14产生振动，然后传递至所安装的任意冲击帽9。气道20(如图6)具有控制转换阀21的功能。所供压缩空气的压力控制振动机构，而在第一例中空气受外部控制，然后由调节阀5来精确调节，这对于本领域的技术人员来说是很容易理解的。冲击帽在振动杆上的固定方式可为任意一种传统的为本领域的技术人员所熟知的固定方式，如夹紧弹簧或其它锁紧设备等。振动杆14由锁定设备15如锁销以可移动的方式固定在外壳1上。优选地，在振动杆靠近限制气缸18的一端套有缓冲环19，其与外壳1的内部边缘紧密配合。缓冲环19防止加压系统的漏气以促进振动机构的良好操作，同时吸收振动机构产生的冲击，使更多的振动能量留在振动杆中，而不会进入机器成为负能量。缓冲环优选地由耐久的弹性塑料或橡胶制成。锁销15优选地由硬塑料制成。
同样可以想象振动机构的改进形式，但是其应用并不会偏离上述原则。
图7中示出了依照本发明的另一实施例的装置形式。图中以轴向下方向示出了实施例，其中所示的外壳1在操作状态下应与头部2相连接。头部2上可看到供给压缩空气的气孔3和螺栓4。此实施例中，空气调节阀5由外部锁紧螺母6所锁定。在其它形式的实施例中，则通常用O形圈(图中未示出)或其它为本领域技术人员已知的方法来进行锁定。取代振动杆，此实施例使用了冲击销7，其与连接件12和锁紧螺母13一起，提供与前述实施例中振动杆相同的功能。阀门10和气缸18以及冲击柱塞11同样在图中示出，并具有与前述相同的功能。图中还示出了此例中可调点按型转矩键8和通常为六角形设计的冲击帽9。
图8和图9中示出了本发明的另一实施例形式，其包括依照本发明的装置以及合适的适配器，该适配器用于振动以松开和卸除插在气缸盖32上的雾化器25。该装置基本与前述各形式的实施例相同，除了振动杆14设计为具有一个成角度的末端，通常相对于杆的纵向方向成45度的角度，这样振动杆借助合适的适配器更好地与雾化器25或雾化器的牵引轴28直接接触。此处图中所示的牵引轴28由传统类型而来，包括支撑缸26，轴承环30，支撑板31和紧固螺母29。该支撑板优选地包括角度修正，雾化器可借此而有更大的机会在可应用的环境下钻松而卸除。此类型的牵引轴是为本领域技术人员所熟知的，因此将不对其作出进一步的描述。此适配器中的新元件为也已使用的振动杆31所用的导套27，本发明的装置可借此元件更有效地对雾化器施加轴向振动。由于雾化器通常不具有螺纹，因此没有必要对其如上所述施加(人工)径向力来进行松开它，而是利用轴向力以及加紧螺母29来松开和卸除雾化器。
依照本发明装置的制作材料优选地为用于产生和/或传递振动的“重”部件的高质量的钢，所述“重”部件如振动杆14或冲击销7，冲击柱塞11，延伸件12，冲击帽9以及通常转矩键8，用轻量的金属如铝来制作外壳1和头部2。如果需要或必需的话，对头部2进行加强。对于本领域的技术人员来说，材料的选择和其变化不会有任何问题。
图中所示的转矩键或扭力杆构成了依照本发明装置的一部分，不过它们通常并不与振动设备的头部一体连接。然而，该类型的实施例亦在本发明的范围内。转矩键可设置在其它地方，如在具有振动/冲击机构的外壳1上，或外壳1与待卸除物体之间，如US专利号4,807,349所述。另一形式的实施例也在本发明的范围内，其中没有人工操作，而是施加机械或电力力偶来完成。
取代作为组件C的如图示的冲击帽，该冲击帽主要功能在松开和卸除电热塞时发挥，此处可在振动机构和待卸除物体之间加入任意其它连接件。此组件还可形成具有例如冲击件一连接件12的整体单元。
对于本领域的技术人员，可很容易地在不偏离本发明基本的情况下对申请中所述设备作出改进和变化。这些改进和变化有些已在上文中提出，因此亦属于本发明的范畴。
权利要求
1.一种用于松开粘结连接的装置，其包括用于产生轴向振动的机构，以及用于将该轴向振动传递至该粘结连接的部件，其特征在于，所述装置还包括用于在待松开的连接上施加力偶的部件。
2.如权利要求1所述的装置，其中轴向振动由气动、液压或电力方式产生。
3.如权利要求1或2所述的装置，其中力偶能够读出或是可预调的。
4.如权利要求1至3中任何一项所述的装置，其中用于施加力偶的部件包括转矩键或扭力杆。
5.如权利要求4所述的装置，其中转矩键或扭力杆以可分离的方式与用于产生轴向振动的机构相连接。
6.如权利要求2至5中任何一项所述的装置，其中用于产生轴向振动的机构包括气动操作的振动/冲击机构。
7.如权利要求6所述的装置，其中所述气动操作的振动/冲击机构还包括减压阀，使用该减压阀能够调节冲击力的频率。
8.如权利要求1至7中任何一项所述的装置，其中所述粘结连接为螺纹连接。
9.如权利要求1至7中任何一项所述的装置，其中所述粘结连接为配合连接。
10.如权利要求1至6中任何一项所述的装置，其中所述粘结连接为电热塞或雾化器与发动机体的连接，该电热塞或雾化器装配在该发动机体中。
11.一种用于松开粘结连接的方法，其中，使所述粘结连接受到气动、液压或电力地产生的轴向振动，其特征在于，也在所述粘结连接上施加力偶，以松开该粘结连接。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述粘结连接受到气动产生的振动。
13.如权利要求11或12所述的方法，其中所述力偶由人工施加于所述粘结连接上。
14.如权利要求11至13中任何一项所述的方法，其中所述粘结连接为螺纹连接或配合连接。
15.如权利要求11至13中任何一项所述的方法，其中所述粘结连接为电热塞或雾化器与发动机体的连接，该电热塞或雾化器装配在该发动机体中。
16.如前面权利要求中任何一项所述的装置，其中用于产生轴向振动的机构包括振动杆，由此，在此处所限定的振动杆的周围布置有缓冲环。
全文摘要
一种用于松开粘结连接、特别是发动机气缸盖上电热塞的方法和装置。该装置包括用于产生轴向振动的机构(11)，优选地为气动、液压或电力地产生的振动；用于将轴向振动传递至粘结连接的部件，其中该装置还包括用于在待松开的连接上施加力偶的部件(8)，该力偶优选地能够读出或是可预调的(16)。在此方法中，该粘结连接受到最好是由气动、液压或电力地产生的轴向振动，其中，还在该粘结连接上施加力偶以松开连接，其中该力偶最好由人工施加并预调好。
文档编号B25B27/18GK101018646SQ200580029103
公开日2007年8月15日 申请日期2005年8月31日 优先权日2004年8月31日
发明者彼得·拉尔杜斯·范巴力 申请人:范巴力合伙公司