ГАЕЧНЫЙ КЛЮЧ С НАБОРНОЙ ГОЛОВКОЙ

Заявляемое техническое решение относится к ручному инструменту для сборки и разборки резьбовых соединений, например гаек, болтов, винтов, и может быть использовано в любой отрасли промышленности, где необходимо производить отворот или затяжку крепежных элементов преимущественно в труднодоступных местах с ограниченным пространством введения гаечного ключа, в частности в авиационной промышленности.
6
Известна конструкция накидного гаечного ключа, содержащего ограничитель для удерживания на нужном уровне болта или навинчиваемой гайки (патент США 5865074, МПК В 25 В 13/00, дата подачи заявки 19 марта 1997 г., дата публикации патента 2 февраля 1999 г.).
Рассматриваемое техническое решение относится к гаечным ключам с закрытой головкой, в частности к такому накидному гаечному ключу с закрытой головкой, который имеет средства ограничения, предназначенные для удержания на нужном уровне болта или навинчиваемой гайки. В патенте представлены четыре варианта выполнения накидного гаечного ключа, отличающиеся между собой конструкцией сменной головки.
Первый вариант конструкции сменной головки накидного гаечного ключа содержит разъемное ограничительное кольцо, которое установлено в кольцевой паз, выполненный вокруг верхней части внутренней стенки головки. В нижней части внутренней стенки сменной головки выполнена совокупность уголков, по форме напоминающая звездочку. Число уголков головки гаечного ключа может быть 4, 6, 8, 12, 16 или 20. При установке накидного гаечного ключа на грани навинчиваемой гайки сменная головка плотно на них садится благодаря своим уголкам. При этом упомянутое разъемное ограничительное кольцо входит в зацепление с гайкой и предотвращает возможность ее выпадения. Однако когда накидной гаечный ключ поворачивается, закрытая сменная головка ключа может соскользнуть с гайки, что приведет к тому, что гайка завернется не до конца. Эта проблема решается тем, что накидной гаечный ключ содержит поддерживаемый пружиной шаровой ограничитель, расположенный на корпусе гаечного ключа над
сменной головкой и предназначенный для предотвращения возможности выпадения навинчиваемой гайки.
Второй вариант конструкции сменной головки накидного гаечного ключа аналогичен первому, однако, в данном варианте разъемное ограничительное кольцо отсутствует, а его роль выполняет совокупность плавно изогнутых выпуклых участков. Эти участки выполнены на внутренних уголках сменной головки гаечного ключа методом штамповки. Вместе с этим шаровой ограничитель заменен скользящим пластинчатым ограничителем. Упомянутый ограничитель расположен на корпусе гаечного ключа над сменной головкой и может перемещаться вдоль продольной оси корпуса, практически полностью прикрывая головку ключа в своем максимальном положении.
Третий вариант конструкции сменной головки накидного гаечного ключа объединяет в себе рассмотренные выше первые два варианта. Накидной гаечный ключ имеет два рабочих конца, один из которых содержит сменную головку с разъемным ограничительным кольцом, а второй - сменную головку с выполненной на ее внутренних уголках совокупностью плавно изогнутых выпуклых участков.
Четвертый вариант конструкции сменной головки накидного гаечного ключа представляет собой ключ, имеющий два рабочих конца, один из которых содержит закрытую сменную головку с разъемным ограничительным кольцом, выполненную по первому варианту, а второй противоположный конец - открытую головку.
Однако рассматриваемая конструкция накидного гаечного ключа имеет ряд недостатков:
1. Быстрый износ шарового ограничителя, использованного в конструкции первого варианта выполнения накидного гаечного ключа, приводит к выходу из строя самого ключа.
2. Усилие, прилагаемое при повороте накидного гаечного ключа, имеет тенденцию превышать усилие пружины, которая поддерживает шаровой ограничитель, что приводит к снижению надежности гаечного ключа.
3. Механизм скользящего пластинчатого ограничителя, использованного в конструкции второго варианта выполнения накидного гаечного ключа, ограничивает максимум угла проворота гаечного ключа.
4. Невозможность применения для навинчивания гайки, расположенной в труднодоступных местах с ограниченным пространством введения накидного гаечного ключа.
5
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому гаечному ключу для отворота и затяжки крепежа является техническое решение гаечного ключа по авторскому свидетельству СССР 1657362 (автор и заявитель В.М.Грубштейн, МПК В 25 В 13/28, дата подачи заявки 30 марта 1987 г., дата публикации 23 июня 1991 г.).
Данное техническое решение относится к ручному инструменту для сборки или разборки резьбовых соединений и может быть использовано в различных отраслях машиностроения.
Рассматриваемый гаечный ключ содержит рукоятку, на которой закреплен корпус с губками, образующими открытый зев. В упомянутом корпусе выполнен паз, в который установлена рабочая головка. Данная головка представляет собой набор из тонких жестких пластин с возможностью поворота. Возможность поворота этих пластин обеспечена за счет наличия у них центрирующих узлов в виде тел вращения (например, цилиндр или конус) с односторонним расположением выступов или с их чередованием. На сопряженных поверхностях пластин, а также контактирующих с ними губок выполнены фиксирующие выступы и ответные гнезда для обеспечения фиксации положения указанных пластин.
Гаечный ключ работает следующим образом. Установку необходимого размера зева производят либо поворотом соответствующего числа пластин в наборной головке, либо накладывая корпус ключа на крепежный элемент, в результате чего пластины поворачиваются сами. После этого производят завинчивание или отвинчивание крепежного элемента, вращая ключ за рукоятку.
При этом рассматриваемая конструкция гаечного ключа имеет некоторые недостатки:
1. Невозможность применения для отворота и затяжки крепежных элементов, расположенных в труднодоступных местах с ограниченным пространством введения гаечного ключа.
2. Возможность применения только для определенной высоты крепежного элемента из-за геометрии (соответствующей толщины) рабочей головки с губками.
Целью создания заявляемого технического решения являлась возможность использования гаечного ключа, который обеспечил бы отворот и затяжку гаек, болтов и винтов в труднодоступных местах конструкций, где стандартные гаечные ключи не обеспечивают отворот и затяжку крепежа из-за сложности конструкции изделия обслуживания.
Вместе с этим перед автором стояла задача создать такое техническое решение, которое позволило бы достичь совокупного технического результата, содержащего несколько логически взаимосвязанных и находящихся в причинно-следственной связи прогрессивных технических результатов, а именно:
1. Отворот и затяжка крепежного элемента в виде гайки в труднодоступном и трудноотворачиваемом месте.
2. Возможность применения для отворота и затяжки крепежных элементов, имеющих разнообразные формы исполнения.
3. Надежность крепления стыкуемых деталей, находящихся в труднодоступных местах с ограниченным пространством введения гаечного ключа.
4. Повышение удобства эксплуатации.
Поставленная задача решается тем, что в заявляемом гаечном ключе с наборной головкой, содержащем рукоятку и корпус головки, в пазу которого установлены отдельные жесткие пластины со средствами их фиксации между собой и относительно корпуса головки, произведен ряд усовершенствований.
А именно, упомянутая рукоятка выполнена L-образной формы с двумя однонаправленными от основания стержнями, причем указанный корпус головки выполнен съемным совместно с пластинами в пазу и закреплен на одном из стержней, а в пластинах выполнено сквозное отверстие под профиль гайки.
Указанный корпус головки имеет двухступенчатую форму, образованную выполненным в верхней торцовой части этого корпуса упомянутым пазом прямоугольной формы, который с открытой боковой стороны корпуса закрыт стенкой, а с противоположной закрытой стороны граничит со сквозным резьбовым отверстием под стяжной винт.
Фиксация упомянутых отдельных жестких пластин в указанном прямоугольном пазу корпуса головки осуществляется с помощью упомянутых средств фиксации в виде указанных стенки и стяжного винта, который установлен в соответствующие сквозные отверстия корпуса головки и стенки и при этом жестко стягивает между собой корпус, жесткие пластины и стенку.
Указанный корпус головки крепится к одному из стержней упомянутой рукоятки с помощью двух винтов и двух штифтов, установленных в соответствующие сквозные отверстия, выполненные в корпусе и рукоятке,
Указанная жесткая пластина имеет вытянутую форму, один конец которой прямоугольный и содержит сквозное отверстие под упомянутый стяжной винт, а
второй - скругленный и содержит указанное сквозное отверстие под профиль гайки.
Один из упомянутых однонаправленных от основания стержней указанной рукоятки L-образной формы содержит округления, выполненные с четырех его сторон, другой противоположный стержень - четыре сквозных отверстия под упомянутые два штифта и два винта, а само основание - округления, выполненные с двух сторон его нижней плоскости.
На фиг.1 изображен гаечный ключ с наборной головкой (сборочный чертеж).
На фиг.2 - рукоятка гаечного ключа с наборной головкой.
На фиг.3 - корпус гаечного ключа с наборной головкой.
На фиг.4 - пластина головки гаечного ключа с наборной головкой.
На фиг.5 - крепежный элемент в виде гайки.
На фиг.6 - месторасположение крепежного элемента, представленного в виде гайки.
Гаечный ключ с наборной головкой (см. фиг.1) содержит рукоятку 1, на которую устанавливается корпус 2, закрепляемый на ней с помощью двух винтов 3 и двух штифтов 4. В свою очередь, в корпус 2 гаечного ключа устанавливается наборная головка 5, которая крепится к нему с помощью винта 6.
Рукоятка 1 (см. фиг.2) гаечного ключа с наборной головкой имеет сложную форму, в частности L-образную с двумя однонаправленными от основания стержнями, которая обеспечивает завод гаечного ключа в труднодоступное место расположения крепежного элемента, и таким образом возможность его отворота и затяжки.
Один из упомянутых однонаправленных от основания стержней рукоятки 1, в частности короткий, содержит два сквозных отверстия 7 под штифты 4 (см. фиг.1) и два сквозных резьбовых отверстия 8 (см. фиг.2) под винты 3 (см. фиг.1). Отверстия 7 и 8 (см. фиг.2) являются местами крепления рукоятки 1 (см. фиг.1) гаечного ключа к его корпусу 2. На другом противоположном стержне рукоятки 1 (см. фиг.2), в частности длинном, с четырех его сторон выполнены округления 9, предназначенные для удобства захвата рукой рукоятки 1 гаечного ключа во время отворота и затяжки крепежного элемента. На основании рукоятки 1, т.е. на ее горизонтальном участке, имеются округления 10, которые выполнены с двух сторон нижней плоскости этого участка и предназначены для удобства проворота
гаечного ключа возле сопредельных деталей. Наличие округлений 9 и 10, таким образом, повышает удобство эксплуатации гаечного ключа.
Корпус 2 (см. фиг.3) гаечного ключа с наборной головкой имеет двухступенчатую форму, образованную выфрезерованным в верхней торцовой части корпуса 2 прямоугольным пазом 11, в который устанавливается наборная головка 5 (см. фиг.1). Паз 11 (см. фиг.3) с закрытой боковой стороны корпуса 2 граничит со сквозным резьбовым отверстием 12, выполненным под винт 6 (см. фиг.1), а с противоположной (с открытой) - закрывается привариваемой к корпусу 2 стенкой 13. При этом ширина а образуемого прямоугольного паза 11 будет равна высоте b (см. фиг.5) крепежного элемента, в данном случае высоте гайки 14, и, соответственно, ширине с (см. фиг.1) наборной головки 5, т.е. a=b=c.
Фиксация наборной головки 5 в пазу 11 (см. фиг.3) осуществляется с помощью стенки 13 (см. фиг.1) и винта 6, который жестко стягивает между собой корпус 2 гаечного ключа, наборную головку 5 и стенку 13. Винт 6 своей резьбовой частью устанавливается в отверстие 12 (см. фиг.3), а гладким концом входит в сквозное отверстие 15, выполненное в стенке 13. В нижней части корпуса 2 выполнены два сквозных отверстия 16 под штифты 4 (см. фиг.1) и два сквозных резьбовых отверстия 17 (см. фиг.3) под винты 3 (см. фиг.1). Отверстия 16 и 17 (см. фиг.3) являются местами крепления корпуса 2 (см. фиг.1) гаечного ключа к его рукоятке 1.
Головка 5 (см. фиг.1) гаечного ключа представляет собой набор тонких жестких пластин 18 (см. фиг.4), суммарная толщина которого равна величине с (см. фиг.1). Наборная пластинчатая форма выполнения головки 5 позволяет применять пластины 18 (см. фиг.4) в различных количественных наборах в зависимости от высоты b (см. фиг.5) крепежного элемента 14, а также обеспечивать отворот и затяжку крепежа в труднодоступном и трудноотворачиваемом месте с ограниченным пространством введения гаечного ключа.
Один конец пластины 18 имеет прямоугольную форму (тот, который входит в прямоугольный паз 11 (см. фиг.3)), а второй (см. фиг.4) - скругление, обеспечивающее беспрепятственный поворот гаечного ключа при отвороте и затяжке крепежа. На прямоугольном конце пластины 18 расположено сквозное отверстие 19, предназначенное для крепления пластины 18 с помощью винта 6 (см. фиг.1) в прямоугольном пазу 11 (см. фиг.3) корпуса 2 гаечного ключа.
На противоположном круглом конце пластины 18 (см. фиг.4) расположено рабочее сквозное отверстие 20, которое может иметь различные формы исполнения, зависящие от формы используемого крепежного элемента. На фиг.4, как частный случай, представлено рабочее отверстие 20, выполненное в виде шестигранника. Именно такую форму имеет крепежный элемент в виде гайки 14 (см. фиг.5), наиболее типичный для авиационной промышленности. Таким образом, разнообразие применяемых рабочих отверстий 20 пластин 18 дает возможность использования гаечного ключа с наборной головкой для отворота и затяжки крепежных элементов, имеющих разнообразные формы исполнения.
Принцип работы гаечного ключа с наборной головкой можно описать следующим образом.
Набирается необходимое число пластин 18 (см. фиг.4). Их общее количество определяется высотой b (см. фиг.5) крепежного элемента, в данном случае гайки 14. Поочередно каждая пластина 18 (см. фиг.4) вводится в труднодоступное место (см. фиг.6), расположенное между дисками первой 21 и второй 22 ступеней турбины винтовентилятора, соединяемыми с помощью болта 23 и гайки 14, и валом 24. После этого пластины 18 (см. фиг.4) своим рабочим отверстием 20 одеваются на гайку 14 (см. фиг.6). При этом труднодоступность и трудноотворачиваемость места применения гаечного ключа с наборной головкой обусловлены ограниченным пространством, обозначенным «Технологический минимум».
В конечном результате получается одна наборная съемная головка 5 (см. фиг.1), которая четко располагается по всей высоте b (см. фиг.5) отворачиваемого или затягиваемого крепежного элемента 14. При этом каждая пластина 18 (см. фиг.4) устанавливается на гайку 14 (см. фиг.6) таким образом, что круглый конец пластины 18 (см. фиг.4) располагается в направлении тела диска 21 первой ступени турбины винтовентилятора (см. фиг.6), а прямоугольный - перпендикулярно поверхности вала 24.
После этого L-образная рукоятка 1 (см. фиг.1) с заранее закрепленным на ней с помощью винтов 3 и штифтов 4 корпусом 2 вводится в ограниченное пространство (см. фиг.6) между дисками 21, 22 и валом 24. Затем наборная головка 5 (см. фиг.1) своим прямоугольным концом входит до упора в паз 11 (см. фиг.3) корпуса 2 и жестко фиксируется в нем с помощью винта 6 (см. фиг.1), который стягивает между собой корпус 2, наборную головку 5 и стенку 13.
Нажатием на рукоятку 1 в месте расположения скруглений 9 (см. фиг.2) производят завинчивание или отвинчивание крепежного элемента. Таким образом, обеспечивается надежность крепления стыкуемых деталей 21 и 22 (см. фиг.6), находящихся в труднодоступном и трудноотворачиваемом месте с ограниченным пространством введения гаечного ключа.
На сегодняшний день заявляемый гаечный ключ с наборной головкой нашел широкое применение при сборке и разборке резьбовых соединений, таких как болт и гайка, находящихся в труднодоступных и трудноотворачиваемых местах с ограниченным пространством введения гаечного ключа. В частности данное техническое решение используется при сборке и разборке дисков первой и второй ступеней турбины винтовентилятора двигателя Д-27 и успешно доказало заявленный технический результат.