Головка накидного ключа

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к ручным инструментам, а именно к головке накидного ключа и может быть использована в различных областях техники при сборке, разборке и настройке машин и механизмов.
Уровень техники
Известен гаечный ключ (патент РФ на изобретение № RU 2506154 C9, кл. B25B 13/48 (2006.01), опубл. 10.02.2014), включающий узел приложения крутящего момента, держатель, подвижно соединенный с узлом приложения крутящего момента, и корпус захвата крепежного элемента. Корпус захвата крепежного элемента имеет группу поверхностей захвата крепежного элемента, образуемых отверстием под крепежный элемент, имеющий ось и боковой паз, через который удлиненный элемент может быть введен в указанное отверстие под крепежный элемент посредством перемещения поперек оси отверстия под крепежный элемент. Держатель имеет свободную концевую часть и возможность перемещаться между положением, в котором эта свободная концевая часть удалена от узла приложения крутящего момента, обеспечивая прохождение указанного удлиненного элемента в указанный боковой паз, и положением, в котором свободная концевая часть захватывает узел приложения крутящего момента так, что крутящий момент, приложенный к узлу приложения крутящего момента, передается к держателю через свободную концевую часть.
Недостатками известного ключа является необходимость предварительного надевания на крепежный элемент узла приложения крутящего момента с последующим надеванием на него держателя и корпуса захвата крепежного элемента; массивные габариты держателя и корпуса захвата крепежного элемента; невозможность применения к крепежным элементам в замкнутом контуре, не имеющем удлиненного узкого элемента; неполный обхват крепежного элемента узлом приложения крутящего момента в связи с наличием бокового паза.
Известен ключ для трубопроводов (патент РФ на изобретение № RU 2116882 C1, кл. МПК B25B 13/46 (1995.01), опубл. 10.08.1998), который состоит из рукоятки, рабочей головки, которая выполнена разъемной в виде двух шарнирно соединенных между собой полувтулок, на наружных поверхностях которых выполнен венец Т-образного сечения. На наружной полке венца выполнены зубья. Рукоятка снабжена подвижной скобой, образующей с ее основанием П-образный паз. У полувтулок выполнены закругленный прилив с отверстием и выемка в форме прилива. Соединяются полувтулки осью, с противоположной стороны при смыкании в отверстия вставляется шпилька с шариковым фиксирующим устройством. Подвижная скоба соединяется с основанием рукоятки осью.
Недостатками известного ключа является необходимость предварительного надевания на крепежный элемент рабочей головки, с последующим надеванием на нее рукоятки; массивные габариты рабочей головки.
Известен гаечный ключ (патент РФ на полезную модель № RU 164231 U, кл. B25B 13/50 (2006.01), B25B 13/58 (2006.01), B25B 7/16 (2006.01), опубл. 20.08.2016 Бюл. №23), содержащий рабочий зев, имеющий две части, выполненный с прорезью на противоположной стороне от ручек, при этом части рабочего зева соединены между собой в месте прорези с помощью штифта, а рабочий зев выполнен со съемными губками, при этом ключ снабжен фиксаторным механизмом для фиксирования ручек после схватывания крепежного изделия, отличающийся тем, что съемные губки закреплены на рабочем зеве посредством пазового соединения и шарикового фиксатора, а фиксаторный механизм выполнен в виде рычажного зажима.
Недостатком известного ключа является необходимость постоянного размыкания и перекладывания ключа перед осуществлением каждого рабочего хода вращения.
Наиболее близким к заявленному устройству является головка гаечного ключа (патент РФ на изобретение № RU 2554266 C1, кл. МПК B25B 13/46 (2006.01), опубл. 27.06.2015 Бюл. №18), которая состоит из рукоятки, зубчатого колеса, двух собачек и переключателя. Рукоятка имеет головку и две канавки. Зубчатое колесо имеет зубцы и установлено в головке с возможностью вращения. Первая собачка подвижно установлена в первой канавке для сцепления с зубчатым колесом. Вторая собачка подвижно установлена во второй канавке для сцепления с зубчатым колесом после расцепления первой собачки с зубчатым колесом. Переключатель обеспечивает перемещение второй собачки между первым режимом, при котором вторая собачка сцепляется с зубчатым колесом, и вторым режимом, при котором предотвращается сцепление второй собачки с зубчатым колесом. Первая канавка смещена относительно второй канавки на угол, рассчитанный по формуле 360×(M+1/2)÷N, где N - целое число, обозначающее количество зубцов, и М - любое целое число.
Недостатками известного ключа является невозможность применения к крепежным элементам в замкнутом контуре в связи с неразъемностью ключа.
Раскрытие полезной модели
Задачей предлагаемого устройства является разработка нового устройства головки ключа с вращающимся рабочим колесом, которое позволяет использовать преимущества накидного ключа с вращающимся рабочим колесом в применении к крепежным элементам, находящимся в замкнутом контуре.
Технический результат - расширение области применения накидных ключей с вращающимся рабочим колесом. Указанный технический результат достигается тем, что разъемную конструкцию головки ключа можно надевать на замкнутый контур, что обеспечивает возможность применения накидных ключей с вращающимся рабочим колесом с крепежными элементами в замкнутом контуре.
Технический результат - повышение устойчивости к износу рабочих поверхностей крепежного элемента без опасности их деформации при использовании разъемной конструкции головки накидного ключа с вращающимся разъемным рабочим колесом. Указанный технический результат достигается за счет полного обхвата крепежного элемента разъемным вращающимся рабочим колесом. Полный обхват обеспечивается смыканием плотно подогнанных друг к другу сегментов полисегментарного разъемного вращающегося рабочего колеса при смыкании разъемной обоймы.
Технический результат - повышение прочности разъемной конструкции головки ключа. Указанный технический результат достигается за счет самозамыкающейся конструкции разъемной головки накидного ключа. При этом каждый сегмент, находящийся одновременно в соседних частях обоймы, является замыкающим звеном, повышающим прочность соединения сомкнутой разъемной обоймы разъемной головки ключа.
Технический результат - обеспечение простоты использования ключа. Указанный технический результат достигается за счет того, что канал обоймы и сегменты выполнены взаимно невыпадающими, что позволяет легко раскрывать и смыкать разъемную головку.
Технический результат - повышение скорости операций при работе с крепежными элементами, находящимися в замкнутом контуре. Указанный технический результат достигается за счет разъемной конструкции головки ключа, которая обеспечивает возможность ее применения в сомкнутом виде как обычной неразъемной головки накидного ключа с вращающимся рабочим колесом.
Технический результат - уменьшение нагрузки на стопорящий элемент. Указанный технический результат достигается за счет самозаклинивания сегментов полисегментарного разъемного вращающегося рабочего колеса в канале разъемной обоймы при осуществлении рабочего хода вращения крепежного элемента. При этом нагрузка, связанная со стопорением вращающегося рабочего колеса, распределяется на обойму головки.
Перечисленные результаты достигаются не параллельным комбинаторным использованием отличительных признаков («разъемная обойма с каналом», «полисегментарное разъемное рабочее колесо с невыпадающими сегментами»), которые сами по себе могли бы добавить к техническому результату отдельные очевидные качества: способность надеть головку ключа на замкнутый контур, не выпадающие сегменты и пр. Технический результат достигается совместным одновременным использованием указанных отличительных признаков как единого механизма, который обеспечивает саму возможность существования такой конструкции, которая, в добавок к очевидным, дает множество неочевидных пунктов общего положительного технического результата.
Перечисленные технические результаты достигаются тем, что головка накидного ключа содержит разъемную обойму с каналом, в зацеплении с которым расположено полисегментарное разъемное рабочее колесо с невыпадающими сегментами, причем рабочее колесо имеет возможность вращаться внутри обоймы.
Венец рабочего колеса может быть выполнен храповым или зубчатым или червячным.
Сегменты рабочего колеса могут быть выполнены окрашенными так, чтобы расположенные рядом сегменты были окрашены в разные цвета.
Сегменты рабочего колеса могут быть окрашены гальваническим способом.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлена часть разъемной обоймы головки накидного ключа.
На фиг. 2 представлена часть полисегментарного разъемного колеса с невыпадающими сегментами.
На фиг. 3 представлена часть разъемной обоймы с каналом и частью полисегментарного разъемного колеса с невыпадающими сегментами в сборе.
На фиг. 4 представлены профиль разъемной обоймы с каналом и профиль полисегментарного разъемного рабочего колеса.
На фиг. 5 представлен ключ-пример в закрытом состоянии без крышки храпового механизма.
На фиг. 6 представлен общий вид собранного ключа-примера в открытом состоянии.
На фиг. 7 представлен храповый механизм ключа-примера с ловителем.
На фигурах приняты следующие обозначения: 1 - разъемная обойма, 2 - канал, 3 - полисегментарное разъемное рабочее колесо, 4 - невыпадающие сегменты, 5 - ручка А ключа-примера, 6 - ручка Б ключа-примера, 7 - собачка храпового механизма, 8 - пружина, 9 - ось качания собачки, 10 - ловитель, 11 - ось раскрытия ключа-примера, 12 - замок ключа-примера, 13 - винт крепления крышки, 14 - крышка.
Осуществление полезной модели
Головка накидного ключа содержит разъемную обойму 1 с каналом 2, полисегментарное разъемное рабочее колесо 3 с невыпадающими сегментами 4.
Головка накидного ключа используется следующим образом.
Головку ключа можно разъединить и надеть на крепежный элемент, находящийся в замкнутом контуре. После смыкания головки она работает как замкнутая головка силового или кинематического накидного ключа. Для снятия головки ее нужно довести в разъемное положение - чтобы граница между сегментами разъемного полисегментарного вращающегося рабочего колеса совпала с границей между частями разъемной обоймы, разъединить головку и снять с крепежного элемента.
Например, разъемную головку можно использовать в трещоточном ключе с вращающемся рабочим колесом.
Указанный ключ (см. фиг. 5-7) состоит из разъемной обоймы 1 с каналом 2, разъемного полисегментарного вращающегося рабочего колеса 3, состоящего из невыпадающих сегментов 4, ручек 5 и 6, собачки 7, пружины 8, оси 9, ловителя 10, оси 11, замка 12, крепежных винтов 13, крышки 14. На каждой из ручек 5-6 закреплено по одной неподвижной части обоймы 1. Когда ключ закрыт и замкнут, разъемная обойма 1 становится цельной и по ее каналу может двигаться (вращаться) каленый рабочий инструмент (разъемное полисегментарное вращающееся храповое рабочее колесо) с внутренним двенадцатигранником, который и вращает гайку. Для обеспечения разъемности рабочее колесо 3 (в приводимом примере - храповое колесо) разделено на шесть сегментов 4, плотно подогнанных друг к другу. При раскрытии ключа сегменты не выпадают из канала, т.к. канал обоймы и сегменты выполнены взаимно невыпадающими. Далее в примере реализован храповый механизм, состоящий из собачки 7, пружины 8, оси 9, крышки 14 и крепежных винтов 13. Рабочее колесо 3 выполнено в виде разъемного полисегментарного храпового колеса с соответствующими зубьями. Для четкого совпадения канала в частях обоймы предусмотрен ловитель 10. В ключе также предусмотрены: замок 12 и ось раскрытия 11.
При использовании ключа как кинематического (при прогоне гаек на длинных резьбовых шпильках), на ручке 6 можно организовать пневмо- или микроэлектропривод с помощью зубчатой или червячной передачи. Для этого венец храпового рабочего колеса следует заменить на венец зубчатого или червячного колеса. В этом случае на ручке 5 целесообразно организовать выключаемое стопорение рабочего колеса для силового применения ключа.
Когда делается рабочий ход вращения, рабочее колесо застопорено относительно обоймы, а когда делается обратный (холостой) ход, рабочее колесо относительно обоймы проворачивается.
Чтобы применить ключ как силовой, после его смыкания следует сначала произвести холостой ход на угол приблизительно половины угла сегмента. Когда сегмент находится наполовину в одной обойме и на половину в другой, он является замыкающим элементом. В таком положении можно выполнять высокомоментный рабочий ход вращения, не повреждая ключ и взаимодействующие элементы.
Сегменты 4 колеса 3 можно выполнять окрашенными через один в контрастные цвета так, чтобы расположенные рядом сегменты были окрашены в разные цвета. Это может быть полезно для того, чтобы их положение относительно границ размыкания частей разъемной обоймы 1 было хорошо визуально видно. Окрашенные сегменты позволяют более четко видеть взаимное расположение сегментов 4 колеса 3 относительно границ частей разъемной обоймы 1.
Окрашивать сегменты можно, например, любым из гальванических способов. Так, в зависимости от применяемых химикатов, химическим оксидированием добиваются блестящего или бархатно-черного цвета.
Использовать описанный ключ можно следующим образом.
Открыть замок 12, раскрыть ключ на требуемую величину, закрыть ключ рабочим колесом на гайке, замкнуть замок 12. Ключ готов к работе. Качанием ключа вокруг оси гайки производить ее вращение в нужном направлении. Для вращения в обратном направлении ключ следует разомкнуть, перевернуть, сомкнуть снова и продолжить работу. По окончании работы ключ разомкнуть и снять.
Если нужно применить ключ как силовой (например, сорвать с места заржавевшую гайку) необходимо замкнуть ключ на гайке, произвести холостой ход на угол примерно половины угла сегмента рабочего колеса. В ключе-примере угол сегмента составляет 60 градусов, поэтому следует повернуть ключ примерно на 30 градусов. Два сегмента в этом случае окажутся наполовину в разных частях обоймы и окажут замыкающее действие. В этом взаимном замкнутом положении рабочего колеса и обоймы можно с усилием выполнять рабочий ход вращения.
В приведенном примере показана лишь одна из возможных реализаций использования предлагаемой разъемной головки накидного ключа. В частности, внутренняя поверхность полисегментарного рабочего колеса и его венец могут быть любой формы и конфигурации. Количество, размеры и форма сегментов, образующих полисегментарное рабочее колесо, могут быть различными в зависимости от конкретной реализации. Разъемность обоймы также может быть реализована любыми известными способами.
Преимущества использования
Известные устройства для работы с крепежными элементами, расположенными в замкнутом контуре, не обеспечивают простоты использования, скорости работы, надежности конструкции, широкого спектра применения. Они фактически лишены преимуществ накидного ключа с подвижным рабочим колесом, хотя и решают задачу откручивания-закручивания элементов в замкнутом контуре.
Описанная разъемная головка аналогична имеющемуся ключу с цельной накидной головкой и с подвижным рабочим колесом по принципу действия в сомкнутом виде. Но ее устройство позволяет ее применить к крепежным элементам, расположенным в замкнутом контуре.
В сравнении с известными устройствами для работы с крепежными элементами, расположенными в замкнутом контуре, описанная разъемная головка обеспечивает повышение устойчивости к износу рабочих поверхностей крепежного элемента при использовании разъемной конструкции головки накидного ключа с вращающимся рабочим колесом, повышение прочности разъемной конструкции головки ключа, простоту использования ключа, повышение скорости операций при работе с крепежными элементами, находящимися в замкнутом контуре, уменьшение нагрузки на стопорящий элемент.
Сопоставительный анализ заявляемого устройства показал, что совокупность существенных признаков заявленного устройства не известна из уровня техники и значит, соответствует условию патентоспособности «Новизна».
В уровне техники не было выявлено признаков, совпадающих с отличительными признаками заявленного устройства и влияющих на достижение заявленного технического результата.
Приведенные сведения подтверждают возможность применения представленного устройства в качестве головки накидного ключа, который может быть использован в различных областях техники при сборке, разборке и настройке машин и механизмов, и поэтому соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».