МУФТА ПРЕДЕЛЬНОГО МОМЕНТА ДЛЯ РЕЗЬБОЗАВЕРТЫВАЮЩЕГО ИНСТРУМЕНТА Российский патент 1997 года по МПК B25B23/14 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к механизмам для передачи крутящих моментов при завинчивании резьбовых соединений с заданным предельным моментом (ключи, винтоверты, гайковерты и т.д.).

Наиболее близким техническим решением является устройство по "Муфта предельного момента для резьбозавертывающего инструмента", содержащая корпус, вал с диском для передачи крутящего момента на резьбовое кольцо, и тела качения фиксаторы, взаимодействующие с корпусом и гнездами на диске вала, упругий элемент и подвижное резьбовое кольцо, контактирующее с упругим элементом.

Известная конструкция муфты позволяет регулировать передаваемый крутящий момент, но не способна передавать значительный крутящий момент при ограниченных габаритах устройства, т.к. конструкция упругих элементов и способ их крепления создает перекрытие упругих элементов друг другом, что сужает их активную зону, вытесняя эту зону на конец вылета упругого элемента, и одновременно сужает интервал передаваемых крутящих моментов.

Задача заявляемого технического решения состоит в создании муфты, обеспечивающей передачу значительных моментов при тех же габаритах устройства и расширение диапазона передаваемых крутящих моментов.

Поставленная задача решается за счет того, что муфта предельного момента для резьбозавертывающего инструмента, содержащая корпус, размещенный в нем и предназначенный для передачи крутящего момента на резьбовое соединение ступенчатый вал с гнездами, расположенными по образующей средней ступени, плавающие фиксаторы для взаимодействия с гнездами вала и связанный с корпусом нагрузочный блок, состоящий из элемента, установленного с возможностью поворота относительно корпуса и вала и предназначенного для установки заданного крутящего момента, и из упругих элементов, согласно изобретению, в корпусе выполнены радиальные пазы, совмещенные с гнездами вала, средняя ступень вала выполнена в форме диска, элемент для установки заданного крутящего момента выполнен в виде размещенного в корпусе барабана со стойками, а упругие элементы выполнены V-образными, собраны в многоярусные пакеты и размещены внутри барабана между его стойками, причем одна ветвь упругих элементов каждого пакета сопряжена со стенкой барабана, а другая - предназначена для периодического поджатия в радиальном направлении соответствующего фиксатора к гнезду диска.

Отличительной особенностью предлагаемого технического решения от прототипа и других известных технических решений является выполнение нагрузочного блока в виде множества V-образных упругих элементов, которые собраны в многоярусные пакеты и установлены в поворотном барабане вокруг диска с фиксаторами, благодаря чему упругие элементы имеют возможность менять плечо давления на фиксаторы.

Т.о. выполнение в заявляемом устройстве нагрузочного блока в виде многоярусных пакетов из упругих V-образных элементов, имеющих широкую активную зону, не перекрывая друг друга, позволяет, используя упругие элементы незначительной жесткости и малых габаритов, получить компактную конструкцию с высокой нагрузочной способностью.

Муфта предельного момента для резьбозавертывающего инструмента изображена на фиг. 1, где показан продольный разрез; на фиг. 2 показан поперечный разрез (вид в плане); на фиг. 3 вид А.

Муфта предельного момента для резьбозавертывающего инструмента содержит корпус 1 с рукояткой 2, ступенчатый вал 3, средняя ступень которого выполнена в форме диска 4 с гнездами 5 и плавающие фиксаторы 6.

Плавающие фиксаторы 6 выполнены в виде роликов и подвижны в радиальных пазах 7 корпуса 1, совмещенными с гнездами 5 на диске 4. В расточке корпуса 1 установлен нагрузочный блок, состоящий из элемента для установки заданного крутящего момента, который выполнен в виде барабана 8 со стойками 9. Между стойками 9 установлены V-образные упругие элементы 10, упирающие одной ветвью в стенку барабана 8, а другой ветвью, длинными концами в фиксаторы 6, прижимая последние периодически в радиальном направлении к гнездам 5.

Длинный конец каждого упругого элемента 10 выполнен в виде дуги, радиус которой равен расстоянию от оси диска 4 до точки контакта упругого элемента 10 с фиксатором 6, утопленным в гнезде 5. Упругие элементы 10 располагаются вокруг диска 4 и собраны в многоярусные пакеты 11 по несколько штук, что позволяет использовать элементы незначительной жесткости для получения значительного суммарного силового эффекта.

Барабан 8 на своей периферии несет зубчатый венец 12, взаимодействующий с приводной шестерней 12. На торцевой поверхности барабана 8 нанесена шкала 14 для отсчета установленного крутящего момента.

Муфта предельного момента работает следующим образом.

Установка предельного крутящего момента для завинчивания конкретного резьбового соединения производится путем поворота приводной шестерни 13. Т.к. шестерня 13 находится в зацеплении с зубчатым венцом 12 барабана 8, то поворот шестерни 13 приводит к повороту барабана 8 на угол, кратный соотношению чисел зубьев шестерни 13 венца 12. По показаниям шкалы 14 на барабане 8 и стрелки на корпусе 1 определяется величина установленного крутящего момента. При повороте барабана 8 на угол, нагрузочный блок, смонтированный в нем, поворачивается на этот же угол. При этом упругие элементы 10 проскальзывают своими длинными концами относительно роликовых фиксаторов 6 и изменяют величину силового плеча путем воздействия упругих элементов 10 на фиксаторы 6. При увеличении плеча усилие действия пружины на фиксатор уменьшается, а при уменьшении плеча - усилие увеличивается. Прямолинейная зависимость изменения усилия нажатия от величины силового плеча упругого элемента обеспечивается конструкцией длинного плеча элемента, выполненного в виде дуги с радиусом из центра оси диска 4.

После установки требуемого предельного крутящего момента наконечник вала 3 стыкуется со свинчиваемой деталью, например, при помощи переходника. В начале процесса завинчивания, когда момент сопротивления меньше установленного момента кручения, муфта работает как жесткая конструкция. При этом крутящий момент передается по следующей цепочке: рукоятка 2, корпус 1, плавающие фиксаторы 6, гнезда 5 диска 4 и вал 3.

При достижении равенства момента сопротивления моменту кручения вал 3 останавливается. При дальнейшем повороте рукоятки 2 роликовые фиксаторы 6 выдавливаются из гнезд 5 на диске 4 и перемещаются вдоль радиальных пазов 7 на корпусе 1, изгибаются длинные концы упругих элементов 10, при этом расфиксируют вал 3. При продолжении поворота рукоятки 2 при остановившемся вале 3 фиксаторы 6 сбегают по цилиндрической поверхности диска 4 и западают в следующую лунку гнезд 5.

"Прощелкивание" муфты свидетельствует об окончании завинчивания резьбового соединения установленным крутящим моментом. Развинчивание резьбового соединения выполняется при повороте корпуса муфты в обратном направлении.

Таким образом, в процессе муфты в создании нагрузочного усилия одновременно участвуют множество упругих элементов, собранных в пакеты, и одновременно воздействующих на расположенные вокруг шпинделя роликовые фиксаторы.

Выполнение муфты предельного момента для резьбозавертывающего инструмента по вышеописанной конструкции, по сравнению с известными, обеспечивает при тех же габаритах повышение максимальных значений и расширении диапазона передаваемых моментов.

Сущность изобретения: нагрузочный блок выполнен в виде размещенного в корпусе 1 барабана 8 со стойками 9 и V-образных упругих элементов 10, собранных в многоярусные пакеты. Одна ветвь упругих элементов 10 каждого пакета сопряжена со стенкой барабана 8, другая - предназначена для периодического поджатия в радиальном направлении соответствующего плавающего фиксатора 6 к гнезду 5 диска 4 вала 3. Заданный крутящий момент устанавливают поворотом приводной шестерни 13, зацепленной с зубчатым венцом 12 барабана 8. При равенстве момента сопротивления моменту кручения вал 3 останавливается. При повороте рукоятки 2 фиксаторы 6 обегают по цилиндрической поверхности диска 4 и западают в следующее гнездо 5. 3 ил.

Муфта предельного момента для резьбозавертывающего инструмента, содержащая корпус, размещенный в нем и предназначенный для передачи крутящего момента на резьбовое соединение ступенчатый вал с гнездами, расположенными по образующей средней ступени, плавающие фиксаторы для взаимодействия с гнездами вала и связанный с корпусом нагрузочный блок, состоящий из элемента, установленного с возможностью поворота относительно корпуса и вала и предназначенного для установки заданного крутящего момента, и из упругих элементов, отличающаяся тем, что в корпусе выполнены радиальные пазы, совмещенные с гнездами вала, средняя ступень вала выполнена в форме диска, элемент для установки заданного крутящего момента выполнен в виде размещенного в корпусе барабана со стойками, а упругие элементы выполнены V-образными, собраны в многоярусные пакеты и размещены внутри барабана между его стойками, причем одна ветвь упругих элементов каждого пакета сопряжена со стенкой барабана, а другая предназначена для периодического поджатия в радиальном направлении соответствующего фиксатора к гнезду диска.