НАКИДНОЙ ГАЕЧНЫЙ КЛЮЧ (ВАРИАНТЫ)
RING SPANNER (VERSIONS)

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к гаечным ключам, в частности к накидным гаечным ключам.
Уровень техники
Накидные гаечные ключи предназначены для воздействия на крепежные элементы, которые прикреплены к удлиненной детали, например, трубе, электрическому кабелю и др. Например, накидные гаечные ключи гидро- и пневмосистем используются для поворачивания накидных гаек на трубах топливных или гидравлических систем при прикреплении трубы к дозирующему узлу системы впрыска топлива или гидравлическому узлу, например гидравлическому клапану или тормозному устройству.
Удлиненная деталь препятствует захвату установленного на этой детали крепежного элемента обычным накидным гаечным ключом, торцевым ключом или ключом для обсадных труб. С такими крепежными элементами могут быть использованы обычные ключи с открытым зевом (рожковые ключи) или воротковые ключи (см. US 2600617 или US 6805029). Однако такие ключи обычно захватывают только две поверхности крепежного элемента и поэтому могут проскальзывать под действием приложенных больших крутящих моментов. Это может привести к повреждению крепежного элемента, скорее всего, к округлению поверхностей, на которые оказывается воздействие, и подобные повреждения могут сделать невозможным использование ключа с открытым зевом для работы с такими крепежными элементами. С этой проблемой часто сталкиваются при работе с накидными гайками, прикрепляющими трубки тормозной системы к тормозным узлам тормозных систем автомобиля.
Один из известных накидных гаечных ключей включает рукоятку с прикрепленной на одном ее конце головкой торцевого ключа. Головка торцевого ключа имеет обычное отверстие под шестигранный крепежный элемент, за исключением бокового паза, расположенного, как правило, напротив рукоятки так, что захватывающие крепежный элемент грани приемного отверстия под крепежный элемент напротив рукоятки не соединяются. В отличие от ключа с открытым зевом или вороткового ключа, ширина бокового паза гаечного ключа меньше расстояния между противоположными гранями приемного отверстия под крепежный элемент. Поэтому такой накидной гаечный ключ нельзя установить непосредственно на крепежный элемент, вдвигая его в приемное отверстие через боковой паз. Вместо этого, для установки накидного гаечного ключа на крепежный элемент он сначала смещается поперек удлиненной детали, связанной с крепежным элементом, так, что удлиненная деталь входит сквозь боковой паз. Затем накидной гаечный ключ сдвигается в целом вдоль оси удлиненной детали так, что крепежный элемент попадает в приемное отверстие под крепежный элемент, а его ось вращения по существу совпадает с осью приемного отверстия. Такой обычный накидной гаечный ключ может считаться гибридом ключа обсадных труб и ключа с открытым зевом, разрезным накидным гаечным ключом.
Так же как и другие гаечные ключи с боковым пазом, эти обычные накидные гаечные ключи могут раздвигаться под большой нагрузкой, что ведет к проскальзыванию и повреждению крепежного элемента. Кроме того, поскольку от этих ключей требуется максимально возможная жесткость, не позволяющая им раздвигаться, и они должны иметь размеры, точно соответствующие конкретным размерам крепежного элемента, в мастерских и других подобных местах необходимо иметь большое число накидных гаечных ключей разных размеров, соответствующих по размеру различным крепежным элементам, с которыми может потребоваться работать. Другим недостатком этих известных накидных гаечных ключей является то, что их может быть затруднительно или вовсе невозможно использовать в ограниченном пространстве, либо когда группа крепежных элементов установлены близко друг к другу, например, в дозирующем узле системы впрыска топлива.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение описывает накидной гаечный ключ, включающий узел приложения крутящего момента, зажим, подвижно соединенный с узлом приложения крутящего момента, и корпус захвата крепежного элемента, имеющий группу поверхностей захвата крепежного элемента, образующую отверстие, имеющее ось и боковой паз, выполненный с возможностью ввода через него удлиненного элемента в указанное отверстие посредством его перемещения поперек указанной оси, при этом зажим выполнен с возможностью установки в него корпуса, имеющего свободную концевую часть и выполненного с возможностью перемещения между положением, в котором указанная свободная концевая часть удалена от узла приложения крутящего момента и выполнена с возможностью ввода указанного удлиненного элемента в указанный паз, и положением, в котором свободная концевая часть захватывает узел приложения крутящего момента с возможностью зажатия корпуса посредством зажима для передачи ему крутящего момента, приложенного к узлу приложения крутящего момента. Зажим может быть шарнирно связан с узлом приложения крутящего момента.
Также зажим может содержать кулачковую поверхность для захвата, взаимодействующую с узлом приложения крутящего момента с передачей указанного крутящего момента зажиму посредством кулачковой поверхности для постепенного увеличения сжимающей силы, действующей на корпус захвата крепежного элемента.
Узел приложения крутящего момента может содержать перемещаемый зубчатый элемент для передачи крутящего момента зажиму для приложения сжимающей силы к указанному корпусу.
Свободный конец зажима может быть выполнен с возможностью сцепления с зубчатым элементом.
Также один из корпуса захвата крепежного элемента и зажима может иметь зубья трещотки, а другой иметь по меньшей мере один стопорный элемент, выполненный с возможностью сцепления с зубьями трещотки и передачи крутящего момента от зажима к корпусу захвата крепежного элемента.
Дополнительно накидной гаечный ключ может включать первый и второй стопорные элементы, один из которых может находиться в зацеплении между двумя смежными зубьями трещотки, а второй располагаться на по существу линии с зубом трещотки.
Стопорные элементы могут содержать интегрированный с ними поджимающий элемент для поджатия стопорных элементов в зацепление с зубьями трещотки.
Корпус может содержать элемент, выполненный с возможностью зацепления с взаимодействующим элементом зажима для удержания корпуса захвата крепежного элемента в зажиме при нахождении накидного гаечного ключа в разомкнутом состоянии.
Дополнительно настоящее изобретение описывает еще один вариант накидного гаечного ключа. Накидной гаечный ключ, включающий узел приложения крутящего момента, держатель, подвижно соединенный с узлом приложения крутящего момента, и корпус захвата крепежного элемента, имеющий группу поверхностей захвата крепежного элемента, образующую отверстие, имеющее ось и боковой паз, выполненный с возможностью через него ввода удлиненного элемента в указанное отверстие посредством перемещения поперек указанной оси, причем держатель выполнен с возможностью установки в него корпуса, имеющего свободную концевую часть и выполненного с возможностью перемещения между положением, в котором указанная свободная концевая часть удалена от узла приложения крутящего момента с обеспечением ввода указанного удлиненного элемента в указанный паз, и положением, в котором свободная концевая часть захватывает узел приложения крутящего момента с передачей крутящего момента, приложенного к узлу приложения крутящего момента, держателю посредством свободной концевой части.
Держатель может содержать упругий элемент, упруго деформируемый передаваемой силой, сжимающий корпус и передающий крутящий момент корпусу посредством фрикционного взаимодействия между ними.
Также один из держателя и корпуса захвата крепежного элемента может иметь зубья трещотки, а другой может иметь по меньшей мере один стопорный элемент для сцепления с зубьями трещотки, причем передача крутящего момента от держателя к корпусу захвата крепежного элемента осуществляется посредством зацепления между по меньшей мере одним стопорным элементом и зубьями трещотки.
Механизм трещотки может содержать группу зубьев трещотки, имеющих шаг зуба, и группу стопорных элементов, входящих в зацепление с зубьями трещотки с несовпадением с ними по фазе, причем каждый шаг перемещения может быть равен шагу зуба, деленному на количество стопорных элементов.
В частности, накидной гаечный ключ может содержать два стопорных элемента, причем шаг перемещения трещотки может быть равен половине шага зуба.
Краткое описание чертежей
Далее, для лучшего понимания изобретения, приводится в качестве примера описание некоторых вариантов его осуществления со ссылками на приложенные чертежи, на которых:
на Фиг.1 приведен общий вид варианта осуществления накидного гаечного ключа в разомкнутом состоянии;
на Фиг.2 приведен общий вид варианта осуществления накидного гаечного ключа, показанного на Фиг. 1, в замкнутом состоянии;
на Фиг.3 приведен вид накидного гаечного ключа, показанного на Фиг.1, в замкнутом состоянии, у которого не показана часть узла приложения крутящего момента;
на Фиг.4 приведен вид, соответствующий Фиг.1, показывающий накидной гаечный ключ, использующийся с накидной гайкой на топливном трубопроводе;
на Фиг.5 приведен вид, соответствующий Фиг.2, показывающий применение накидного гаечного ключа;
на Фиг.6 приведен вид, соответствующий Фиг.5. показывающий работу накидного гаечного ключа с рычагом передачи крутящего момента с трещоткой;
на Фиг.7 приведен общий вид другого варианта накидного гаечного ключа;
на Фиг.8 показан другой вариант осуществления корпуса захвата крепежного элемента для накидных гаечных ключей, показанных на Фиг. 1-6 и 7;
на Фиг.9 приведен общий вид варианта осуществления переходника для передачи крутящего момента, используемого для превращения накидного гаечного ключа, показанного на Фиг.7, в рычаг для передачи крутящего момента;
на Фиг.10 показан общий вид в разобранном состоянии еще одного варианта осуществления накидного гаечного ключа;
на Фиг.11 приведен общий вид варианта накидного гаечного ключа, показанного на Фиг.10, установленного на накидной гайке;
на Фиг.12 приведен общий вид еще одного варианта осуществления накидного гаечного ключа в разомкнутом состоянии;
на Фиг.13 приведен вид накидного гаечного ключа, показанного на фиг.12, в замкнутом состоянии, у которого не показана деталь, чтобы показать его другие элементы;
на Фиг.14 приведен вид, соответствующий Фиг.13. на котором не показана часть деталей, чтобы показать другую часть элементов накидного гаечного ключа;
на Фиг.15 приведен общий вид варианта осуществления корпуса захвата крепежного элемента для накидного гаечного ключа, показанного на Фиг.12; и
на Фиг.16 приведен вид сбоку детали храпового механизма накидного гаечного ключа, показанного на Фиг.12.
Осуществление изобретения
На Фиг.1-3 показан накидной гаечный ключ 10, включающий узел 12 приложения крутящего момента, держатель, выполненный в виде зажима 14, подвижно соединенный с узлом 12 приложения крутящего момента, и корпус 16 захвата крепежного элемента.
Узел 12 приложения крутящего момента включает пару в целом дугообразных пластин 18, которые установлены с разносом относительно друг друга и параллельно друг другу посредством пары шпилек 22, 24. Шпильки 22, 24 установлены в соответствующих концевых областях пластин 18 и проходят в целом параллельно друг другу перпендикулярно соответствующим плоскостям пластин. В пластинах 18 имеются соответствующие, расположенные по существу по центру, сквозные отверстия 26, 28. Форма сквозных отверстий 26, 28 выбрана так, чтобы в них вставлялась деталь (не показана), используемая для передачи крутящего момента на узел 12 приложения крутящего момента. В этом варианте осуществления настоящего изобретения, сквозные отверстия 26, 28 имеют в целом прямоугольную форму для введения в них обычного элемента передачи крутящего момента с прямоугольным наконечником, в котором имеются один или более подпружиненных шариков для разъемной фиксации элемента передачи крутящего момента в сквозном отверстии широко известным специалистам способом.
Зажим 14 включает в основном С-образную кольцевую часть 30, которая входит в паз, имеющийся в корпусе 16 захвата крепежного элемента, так, что наружная поверхность кольцевой части оказывается по существу заподлицо с наружной поверхностью 31 корпуса захвата крепежного элемента. Как это показано на Фиг.3, с одного конца кольцевая часть 30 имеет проушину 32 со сквозным отверстием, в которое вставляется шпилька 22 так, что зажим 14 может поворачиваться вокруг шпильки. Противоположный конец зажима 14 является свободным концом зажима, на котором имеется губка 34 с кулачковой поверхностью 36. Когда зажим 14 повернут из разомкнутого состояния, показанного на Фиг.1, в замкнутое состояние, такое как показанное на Фиг. 2, кулачковая поверхность 36 входит в зацепление со шпилькой 24, которая действует как кулачок.
Корпус 16 захвата крепежного элемента представляет собой в целом цилиндрическую деталь с проходящим вдоль оси отверстием 40 под крепежный элемент. Отверстие 40 под крепежный элемент проходит от одного конца 42 к противоположному концу корпуса 16 захвата крепежного элемента. Отверстие 40 под крепежный элемент определяется группой поверхностей (гранями) 44 захвата крепежного элемента. Поверхности 44 захвата крепежного элемента расположены так, чтобы захватывать в целом шестигранный крепежный элемент, и разделены дугообразными углублениями 46, проходящими между концами корпуса 16 захвата крепежного элемента параллельно оси отверстия 40 под крепежный элемент. Как будет показано далее, дугообразные углубления 46 могут действовать как шарниры, когда накидной гаечный ключ 10 используется для приложения крутящего момента к крепежному элементу.
Корпус 16 захвата крепежного элемента имеет боковой паз 50, проходящий между концами корпуса захвата крепежного элемента от его наружной поверхности 31 насквозь к отверстию 40 под крепежный элемент. Ширина бокового паза 50 меньше расстояния между противоположными гранями отверстия 40 под крепежный элемент. Таким образом, крепежный элемент, размеры которого соответствуют предназначенному для него отверстию под крепежный элемент, не может пройти в это отверстие через боковой паз 50, а удлиненная деталь (не показана), например трубка тормозной системы, прикрепленная к этому крепежному элементу, может войти в отверстие под крепежный элемент сквозь боковой проем относительным перемещением корпуса захвата крепежного элемента и удлиненной детали поперечно оси отверстия под крепежный элемент. Хотя это и не принципиально, в данном варианте выполнения ширина паза, образованного между проушиной 32 и губкой 34 зажима 14, в целом равна ширине бокового паза 50.
На Фиг.4-6 приводится описание использования накидного гаечного ключа 10 для работы с накидной гайкой 60 на топливном трубопроводе 62. В этом примере, накидная гайка 60 используется для прикрепления раструба топливного трубопровода 62 к охватываемому штуцеру 64 с резьбой, расположенному на дозирующем узле 66 системы впрыска топлива. Специалисты данной области техники знают, что у охватываемого штуцера 64 имеется сквозное отверстие, через которое топливо может проходить от дозирующего узла 66 в топливный трубопровод 62, и углубление на его открытом конце сопрягается с раструбом топливного трубопровода.
На Фиг.4 накидной гаечный ключ 10 показан в разомкнутом состоянии, в котором зажим 14 повернут относительно узла 12 приложения крутящего момента так, чтобы вывести губку 34 из зацепления со шпилькой 24. В этом положении, взаимным перемещением накидного гаечного ключа 10 и топливного трубопровода 62, топливный трубопровод заводится сквозь паз между проушиной 32 и губкой 34 в боковой паз 50 (который в целом совмещен с пазом между проушиной и губкой) и далее в отверстие 40 под крепежный элемент. Взаимное перемещение накидного гаечного ключа 10 и топливного трубопровода 62 происходит в направлении поперек оси отверстия 40 под крепежный элемент и длины трубопровода. Взаимное перемещение может быть в целом перпендикулярно оси отверстия под крепежный элемент или включать компоненты перпендикулярные и параллельные оси.
Когда топливный трубопровод 62 заведен в отверстие 40 под крепежный элемент, узел 12 приложения крутящего момента поворачивается вокруг шпильки 22, замыкая накидной гаечный ключ 10 посредством зацепления шпильки 24 с губкой 34. Это положение показано на Фиг.5. Затем накидной гаечный ключ сдвигается вдоль топливного трубопровода 62, пока накидная гайка 60 не войдет в отверстие 40 под крепежный элемент. Для того чтобы накидная гайка 60 попала в отверстие 40 под крепежный элемент, может потребоваться слегка повернуть накидной гаечный ключ для совмещения поверхностей 44 захвата крепежного элемента с плоскими гранями 66 накидной гайки, к которым передается крутящий момент.
На Фиг.6 показан рычаг 68 передачи крутящего момента с трещоткой, соединенный с накидным гаечным ключом 10 посредством удлинителя 70. Удлинитель 70 имеет прямоугольный наконечник 72 для передачи крутящего момента, вставляемый в сквозные отверстия 26, 28. При приложении крутящего момента к рукоятке рычага 68 передачи крутящего момента с трещоткой в направлении D, к узлу 12 приложения крутящего момента накидного гаечного ключа 10 прикладывается вращающей момент, которой стремится повернуть узел приложения крутящего момента в сторону корпуса 16 захвата крепежного элемента. При этом шпилька 24 прижимается к губке 34. По мере увеличения силы, действующей на узел 12 приложения крутящего момента, шпилька 24 поднимается по кулачковой поверхности 36 (показана на Фиг.3) к кольцевой части 30. Эта кулачковая система все более сдавливает круглое отверстие, образованное кольцевой частью 30, все сильнее прижимая ее к корпусу 16 захвата крепежного элемента. Когда усилие зажатия оказывается достаточным, крутящий момент, прикладываемый постоянным воздействием рычага 68 передачи крутящего момента с трещоткой, передается на корпус 16 захвата крепежного элемента, заставляя его поворачивать накидную гайку 60. Зажим 14 может быть освобожден от сжатия приложением крутящего момента к рычагу 68 передачи крутящего момента с трещоткой в направлении R. В результате узел 12 приложения крутящего момента слегка поворачивается от корпуса 16 захвата крепежного элемента, перемещая шпильку 24 вниз по кулачковой поверхности 36 к свободному концу губки 34. При достаточном перемещении в этом направлении, зажим получает возможность вращаться относительно корпуса 16 захвата крепежного элемента с тем, чтобы узел 12 приложения крутящего момента мог быть переставлен нужным образом для повторения процедуры приложения силы для затяжки накидной гайки 60.
Когда накидная гайка 60 затянута достаточно сильно, накидной гаечный ключ 10 может быть снят с гайки приложением крутящего момента к рычагу 68 с трещоткой для снятия сжимающей силы, приложенной к зажиму 14, и выполнением в обратном порядке процедуры, описанной со ссылкой на Фиг.4-6.
Если оператору необходимо использовать накидной гаечный ключ 10 для отвинчивания накидной гайки 60, все, что необходимо сделать, это установить накидной гаечный ключ на гайку, перевернув его так, чтобы сквозное отверстие 28 оказалось сверху относительно другого (см. Фиг.4).
На Фиг.7 показан другой вариант осуществления накидного гаечного ключа 110. Чтобы не повторять описание частей накидного гаечного ключа 110 идентичных или аналогичных частям накидного гаечного ключа 10, этим частям даны аналогичные цифровые обозначения, увеличенные на 100, т.е., например, позиция 134 аналогична позиции 34, а позиция 136 - позиции 36 и т.д.
Накидной гаечный ключ 110 включает пару узлов 112 приложения крутящего момента, прикрепленных с противоположных концов рукоятки 115. Рукоятка 115 заменяет рычаг 68 передачи крутящего момента с трещоткой, показанный на Фиг.6, в качестве средства приложения крутящего момента к накидному гаечному ключу, и поэтому узлы 112 приложения крутящего момента не имеют сквозных отверстий, соответствующих сквозным отверстиям 26 и 28, показанным на Фиг.2. Во всем остальном, узлы 112 приложения крутящего момента соответствуют узлу 12 приложения крутящего момента. В частности, узлы приложения крутящего момента включают разнесенные пластины 118 и шпильки 122, 124. Зажим 114 и корпус 116 захвата крепежного элемента соответствуют частям 14 и 16.
Накидной гаечный ключ 110 используется точно также как и накидной гаечный ключ 10, за исключением того, что вместо рычага 68 передачи крутящего момента с трещоткой используется рукоятка 115.
На Фиг.8 показан корпус 216 захвата крепежного элемента, который может быть использован с накидным гаечным ключом 10 или накидным гаечным ключом 110, вместо корпусов 16 и 116 захвата крепежного элемента. Корпус 216 захвата крепежного элемента имеет цилиндрический корпус, по наружной поверхности 231 которого проходит кольцевой паз 217. Паз 217 предназначен для помещения в него кольцевой части 30, 130 накидного гаечного ключа. Как показано на Фиг.7, кольцевая часть 130 имеет криволинейную внутреннюю стенку 135 (кольцевая часть 30 имеет соответствующую стенку, которая не показана на фигурах), образующую круглое отверстие 137, в которое вставляется суженная часть корпуса 216 захвата крепежного элемента, образуемая пазом 217. Также как и в корпусах 16, 116 захвата крепежного элемента, в корпусе 216 захвата крепежного элемента имеется боковой паз 250, сквозь который удлиненный элемент, например, топливный трубопровод 62, может попасть в отверстие под крепежный элемент.
Корпус 216 захвата крепежного элемента отличается от корпусов 16, 116 захвата крепежного элемента тем, что имеет большее число поверхностей (граней) 244 захвата крепежного элемента, разделенных соответствующими дугообразными углублениями 246.
На Фиг.9 показан переходник 316 для передачи крутящего момента, который может быть вставлен в зажим 114 вместо корпуса захвата крепежного элемента. Переходник 316 для передачи крутящего момента имеет цилиндрический корпус, по наружной поверхности 331 которого проходит паз 317 так, что он может быть вставлен в зажим 114 точно так же, как и корпус 116, 216 захвата крепежного элемента. Однако, вместо отверстия под крепежный элемент, переходник 316 для передачи крутящего момента представляет собой сплошную деталь с выступающим вдоль оси охватываемым наконечником 325 передачи крутящего момента. Благодаря этому накидной гаечный ключ 110 может дополнительно использоваться вместо рычага с трещоткой. Если прикладывать крутящий момент к рукоятке 115 в направлении затягивания, накидной гаечный ключ 110 охватывает зажимом 114 переходник для передачи крутящего момента, и крутящий момент прикладывается к переходнику для передачи крутящего момента, поворачивая деталь, с которой сцеплен охватываемый наконечник 325 передачи крутящего момента. После этого, приложением крутящего момента к рукоятке в направлении, противоположном направлению затягивания, зажим 114 может быть ослаблен для того, чтобы обеспечить вращение относительно переходника 316 для передачи крутящего момента. После того, как рукоятка 115 и зажим 114 были перемещены нужным образом относительно переходника 316 для передачи крутящего момента, крутящий момент снова прикладывается в направлении затягивания для зажима переходника для передачи крутящего момента и приложения момента к переходнику для передачи крутящего момента с тем, чтобы снова по вернуть деталь, с которой сцеплен охватываемый наконечник 325. Понятно, что при попеременном повторении этих операций реализуется эффект трещотки.
Показанный на Фиг.10 и 11 накидной гаечный ключ 410 является модификацией накидного гаечного ключа 10. Многие признаки являются общими для накидного гаечного ключа 10 и накидного гаечного ключа 410. Чтобы не повторять описание частей накидного гаечного ключа 410, идентичных или аналогичных частям накидного гаечного ключа 10, этим частям даны аналогичные цифровые обозначения, увеличенные на 400, так, позиции 417, 430, 444, 446 соответствуют позициям 17, 30, 44 и 46 соответственно.
Зажим 414 и корпус 416 захвата крепежного элемента накидного гаечного ключа 410 в целом соответствуют аналогичным деталям накидного гаечного ключа 10, поэтому дополнительного описания не требуют. Однако узел 412 приложения крутящего момента отличается от узла 12 приложения крутящего момента. Узел 412 приложения крутящего момента включает пару параллельных разнесенных друг от друга пластин 418. В пластинах 418 на противоположных концевых областях имеются соответствующие отверстия 419, 421. Шпилька 424 вставлена в отверстия 419 и в отверстие 423 в проушине 432 зажима 414 так, что зажим может поворачиваться вокруг шпильки относительно узла 412 приложения крутящего момента. Пластины 418 и соответствующие торцевые поверхности проушины 432 имеют соответствующие пазы 425, 427, перекрывающиеся друг с другом, когда проушина установлена между пластинами 418. В пазах 425, 427 каждой пары помещается пружина 429. Как будет описано более подробно ниже, под действием пружины 429 накидной гаечный ключ 410 стремится в замкнутое состояние.
Отверстия 421 больше отверстий 419 и служат вкладышами соответствующих частей 480 подшипника вращаемого зубчатого элемента 482. Части 480 подшипника расположены с каждой стороны зубчатой секции зубчатого элемента 482. Как хорошо видно на Фиг.11, зубчатая секция включает зубья 484, проходящие в целом параллельно оси вращения зубчатого элемента 482. Зубья 484 расположены с равными интервалами по окружности зубчатой секции и разделены углублениями 488. Снаружи от каждой части 480 подшипника в осевом направлении, на вращаемом зубчатом элементе 482 имеются соответствующие кольцевые пазы 490, в которые вкладываются соответствующие пружинные стопорные кольца 492. Как показано на Фиг.11, когда зубчатый элемент 482 собран между пластинами 418, пружинные кольца вставлены в пазы 490, закрепляя пластины и удерживая части 480 подшипника в отверстиях 421, оставляя при этом достаточную свободу зубчатому элементу для вращения относительно пластин 418. По оси зубчатого элемента 482 имеется продольно проходящее сквозное отверстие 494. Сквозное отверстие 494, имеющее в целом прямоугольное поперечное сечение, предназначено для прямоугольного элемента передачи крутящего момента, посредством которого крутящий момент может быть приложен к зубчатому элементу 482.
Как показано на Фиг.11, накидной гаечный ключ 410 может быть установлен на накидную гайку 460 точно таким же образом, что и накидной гаечный ключ 10, показанный на Фиг. 4 и 5, за исключением того, что при сжимании накидного гаечного ключа вводят губку 434 зажима 414 в одно из углублений 488 между зубьями 484. Под действием пружин 429 зажим 414 и узел 412 приложения крутящего момента прижимаются друг к другу так, что накидной гаечный ключ сжимается сам по себе и губка 434 упирается в углубление 488. Устройство ввода крутящего момента, например, рычаг 68 передачи крутящего момента с трещоткой и удлинитель 70, показанные на Фиг.6, соединено с накидным гаечным ключом 410 через отверстие 494 зубчатого элемента 482. При вращении зубчатого элемента 482 под воздействием крутящего момента в направлении D, приложенного устройством ввода крутящего момента, зуб 484 с одной стороны углубления 488, в которое вставлена губка 434, надавливает на губку, заставляя зажим 414 сжиматься и прилагать крутящий момент к корпусу 416 захвата крепежного элемента. Если устройство ввода крутящего момента используется для приложения крутящего момента в направлении R, зуб 484 с противоположной стороны углубления 488, в которое вставлена губка 434, будет давить на внутреннюю поверхность 435 губки, раскрывая зажим 414. Как только зажим 414 достаточно раскроется, узел 412 приложения крутящего момента и зажим могут быть повернуты вокруг корпуса 416 захвата крепежного элемента так, чтобы поставить их в положение, при котором крутящий момент снова может быть приложен в направлении D для дальнейшего затягивания накидной гайки 460. Когда накидная гайка 460 будет затянута достаточно сильно, зажим 414 освобождается посредством приложения крутящего момента в направлении R, когда оператор поворачивает узел 412 приложения крутящего момента в направлении от зажима 414 для расцепления губки 434 от зубчатого элемента 482. Затем оператор сдвигает накидной гаечный ключ 410 вдоль топливного трубопровода 462 для отсоединения корпуса 416 захвата крепежного элемента от накидной гайки 460. При этом паз между проушиной 432 и губкой 434 зажима 414 совмещается с боковым пазом 450 корпуса 416 захвата крепежного элемента, что позволяет пропустить топливный трубопровод 462 через пазы и полностью освободить от трубопровода накидной гаечный ключ 410.
Далее приводится описание накидного гаечного ключа 510 со ссылкой на Фиг.12-15. Многие признаки накидного гаечного ключа 10 введены в накидной гаечный ключ 510. Чтобы не повторять описание частей накидного гаечного ключа 510, идентичных или аналогичных частям накидного гаечного ключа 10, этим частям даны аналогичные цифровые обозначения, увеличенные на 500.
Накидной гаечный ключ 510 включает узел 512 приложения крутящего момента, держатель или зажим 514, шарнирно соединенный с узлом приложения крутящего момента, и корпус 516 захвата крепежного элемента. На Фиг.13 пластина 518 узла 512 приложения крутящего момента изображена снятой с тем, чтобы показать внутренние элементы накидного гаечного ключа в замкнутом состоянии. Аналогично, на Фиг.14 изображена снятой наружная пластина зажима 514 для того, чтобы показать элементы механизма трещотки накидного гаечного ключа 510.
В этом варианте осуществления изобретения, узел 512 приложения крутящего момента включает пару пластин 518, соединенных друг с другом и закрепленных параллельно друг другу несколькими шпильками 524, проходящими между пластинами в целом перпендикулярно плоскости пластин. Одна из шпилек 524 проходит сквозь проушину 532 зажима 514, шарнирно соединяя зажим с узлом 512 приложения крутящего момента. При подобной конфигурации узел 512 приложения крутящего момента и зажим 514 могут поворачиваться относительно друг друга так, что они могут поворачиваться между разомкнутым состоянием, показанным на Фиг.12, и замкнутым состоянием, показанным на Фиг.13 и 14. Пластины 518 узла 512 приложения крутящего момента имеют соответствующие в целом прямоугольные сквозные отверстия 526, 528 для введения в них сопряженного в целом прямоугольного охватываемого наконечника узла приложения крутящего момента или удлинителя узла приложения крутящего момента (не показан).
Корпус 516 захвата крепежного элемента представляет собой цилиндрическую деталь с проходящим вдоль оси отверстием 540 под крепежный элемент, которое проходит между противоположными концами цилиндрической детали. Корпус 516 захвата крепежного элемента имеет боковой паз 550, через который в отверстие 540 под крепежный элемент можно пропустить удлиненный элемент, например, трубопровод, длина которого больше длины цилиндрической детали, посредством взаимного перемещения трубопровода и корпуса захвата крепежного элемента поперек оси корпуса захвата крепежного элемента и вдоль длины трубопровода. Как показано на Фиг.15, корпус 516 захвата крепежного элемента имеет проходящий по кругу поясок 600, в котором сформирована последовательность равноотстоящих зубьев 602 трещотки. Поясок 600 проходит целиком вокруг корпуса 516 захвата крепежного элемента между противоположными сторонами бокового паза 550. Как показано на Фиг.14, зубья 602 наклонены относительно радиального направления корпуса 516 захвата крепежного элемента.
Как показано на Фиг.12, в данном варианте выполнения зажим 514 представляет собой слоеный элемент, включающий четыре сложенные пакетом пластины, скрепленные заклепками 605. Две внутренне пластины проходят в целом по кругу, выходя за пределы двух наружных пластин, образуя проушину 532 и губку 534 зажима 514. Как показано на Фиг. 14, внутренние пластины также имеют два углубления, в которые вставлены соответствующие фиксаторы 604.
Как показано на Фиг.16, фиксаторы 604 включают носовую часть 606, имеющую передний конец 608. Передний конец 608 имеет скос по ширине фиксатора, обеспечивающий его сопряжение с зубом 602 корпуса 516 захвата крепежного элемента. Фиксаторы 604 дополнительно включают в качестве интегральной части пружинную секцию, имеющую изгибы 610, которые, запасая энергию при сжатии, могут поджимать носовую часть 606 в зацепление с зубьями 602. В точке соединения носовой части 606 и изгибов 610 пружинной секции фиксаторы 604 включают язычок 612. Язычки 612 входят в соответствующие отверстия 614 в самой верхней (на изображениях, приведенных на Фиг.12 и 13) пластине зажима 514. Сцепление между язычком 612 и противоположными концами отверстия 614, в которое он вставлен, позволяет ограничивать интервал перемещения носовой части 606.
Как видно на изображении на Фиг.14, фиксаторы 604 расположены с противоположных сторон зажима 514, прилегая к пазу между проушиной 532 и губкой 534. Также видно, что фиксаторы 604 расположены таким образом, что работают в противофазе, то есть когда один находится в зацеплении между смежными зубьями 602 (см. правый фиксатор на Фиг.14), другой попадает на верхушку зуба 602. При повороте зажима 514 относительно корпуса 516 захвата крепежного элемента, фиксаторы 604 будут попеременно входить в зацепление между зубьями 602 или упираться в верхушку зуба. Такая противофазная организация обеспечивает уменьшение шага трещотки без снижения прочности зубьев. Следует иметь в виду, что для уменьшения шага обычного механизма трещотки приходится уменьшать шаг зубьев, что означает уменьшение размера зубьев. Это влияет на прочность механизма трещотки, и поэтому в конструкции обычного храпового механизма накидного гаечного ключа приходится выдерживать компромисс между шагом перемещения и крутящим моментом, который может передаваться механизмом трещотки. Благодаря противофазной работе фиксаторов 604, храповой механизм будет обеспечивать перемещение зажима вокруг корпуса 516 захвата крепежного механизма с шагом, равным примерно половине шага зубьев. Таким образом, для шага зубьев, обеспечивающего поворот храпового механизма на 6°, этот сдвиг храпового механизма будет сокращен примерно до 3°. Это позволяет получить мелкий шаг перемещения храпового механизма при сравнительно более крупных и прочных зубьях, чем в обычном храповом механизме.
При использовании накидного гаечного ключа 510 он надевается на крепежный элемент в целом тем же способом, что и накидной гаечный ключ 10. В данном варианте осуществления изобретения, конфигурация губки 534 выбрана так, чтобы при замкнутом состоянии накидного гаечного ключа, одна сторона проходила вокруг по меньшей мере части двух сторон периметра сквозных отверстий 526, 528, а противоположная сторона окружала часть окружности одной из шпилек 524 (см. Фиг.13). При такой конфигурации, когда охватываемый приводной наконечник вставляется в сквозные отверстия 526, 528, он запирает накидной гаечный ключ в замкнутом состоянии, по существу предотвращая взаимный поворот узла 512 приложения крутящего момента и зажима 514. Когда накидной гаечный ключ 510 зажат таким образом вокруг крепежного элемента, прикладываемый входной крутящий момент посредством устройства ввода крутящего момента, например рычага передачи крутящего момента с трещоткой в направлении D затягивания (см. Фиг.13), передается от узла приложения крутящего момента к зажиму 514 и от зажима через механизм трещотки к корпусу 516 захвата крепежного элемента. Если необходимо изменить положение узла 512 приложения крутящего момента и зажима 514 на корпусе захвата крепежного элемента в процессе затягивания крепежного элемента, они могут быть передвинуты по механизму трещотки вокруг крепежного элемента приложением крутящего момента в направлении R.
Когда процесс затяжки закончен, накидной гаечный ключ 510 сначала сдвигается в осевом направлении корпуса 516 захвата крепежного элемента вдоль трубопровода для рассоединения корпуса захвата крепежного элемента и самого крепежного элемента. Затем охватываемый наконечник передачи крутящего момента извлекается из сквозных отверстий 526, 528 для того, чтобы разблокировать накидной гаечный ключ и дать возможность отвернуть узел 512 приложения крутящего момента от зажима 514 и разомкнуть накидной гаечный ключ с тем, чтобы трубопровод мог быть выведен сквозь боковой паз 550 и паз между проушиной 532 и губкой 534.
В приведенных вариантах осуществления изобретения накидные гаечные ключи описывались применительно к их использованию с накидными гайками на топливном трубопроводе. Должно быть понятно, что только этим использование накидных гаечных ключей не ограничено и они могут применяться и в других случаях. Например, такие накидные гаечные ключи могут быть использованы с крепежными элементами гидравлических трубопроводов, например трубопровода тормозной системы, крепежным элементом электрического кабеля или крепежным элементом трубопровода подачи воды, например трубопровода в системе обогрева или кондиционирования воздуха. Также следует иметь в виду, что хотя накидные гаечные ключи особенно хорошо подходят для работы с крепежными элементами в трубопроводах, они также могут быть использованы и для крепежных элементов вообще.
Следует понимать, что различные конфигурации отверстия под крепежный элемент в приведенных вариантах осуществления изобретения даны только в качестве примера и конфигурация отверстия под крепежный элемент может быть сопряжена с конкретной формой крепежного элемента, для работы с которым предназначен настоящий корпус захвата крепежного элемента.
Также должно быть понятно, что поскольку накидные гаечные ключи обеспечивают затяжку по существу в одном направлении, отверстие под крепежный элемент может быть сделано пригодным для захвата дюймовых крепежных элементов близких к номиналу размеров и метрических крепежных элементов. Использование дугообразных углублений между поверхностями захвата крепежного элемента, как это показано на Фиг.1, 8, 10 и 13, обеспечивает определенную степень гибкости корпусу захвата крепежного элемента. В частности, углубления действуют как шарнир, поэтому корпус захвата крепежного элемента может деформироваться и захватывать крепежные элементы с близкими к номиналу размерами или поврежденные крепежные элементы (например, крепежные элементы, поверхности захвата которых были скруглены в направлении приложения затягивающего усилия). Скругленные углы также снижают вероятность появления трещин под действием напряжений, формирующихся в корпусе захвата крепежного элемента при его деформации при приложении крутящего момента.
Также должно быть понятно, что накидные гаечные ключи 10, 110, 410 могут быть использованы с различными известными удлинителями и рычагами передачи крутящего момента, включая рычаги передачи крутящего момента с трещоткой, для работы с труднодоступными крепежными элементами, монтируемыми по одному или группами.
В вариантах осуществления изобретения, например, накидных гаечных ключах 10, 110 и 410, упругости зажима может быть достаточно для схватывания защелкиванием корпуса захвата крепежного элемента так, чтобы в накидной гаечный ключ могли быть установлены корпусы захвата крепежного элемента с отверстиями под крепежный элемент различного размера и/или формы. Упругости зажима обычно бывает достаточно для того, чтобы корпус захвата крепежного элемента оставался плотно зажатым в зажиме, особенно при использовании в удаленных местах, где оператор не может удерживать корпус захвата крепежного элемента в определенном месте.
Хотя накидной гаечный ключ желательно использовать совместно с корпусом захвата крепежного элемента, зажим накидных гаечных ключей 10, 110 и 410 может быть использован непосредственно с цилиндрическими объектами, например, трубами, благодаря упругости зажима, позволяющей раскрывать паз между проушиной и губкой настолько, чтобы помещать цилиндрический объект в отверстие, образуемое зажимом.
Как показано на Фиг.13-15, корпус захвата крепежного элемента может иметь грани для захвата крепежного элемента, конфигурация которых позволяет захватывать рабочую “половину” поверхностей крепежного элемента, передающих крутящий момент.