ГАЕЧНЫЙ РАЗВОДНОЙ КЛЮЧ Российский патент 1997 года по МПК B25B13/16 

Изобретение относится к ручным инструментам для быстрого завинчивания и отвинчивания гаек, винтов, болтов, преимущественно малых типов размеров и, в частности, к ключам гаечным разводным.

Известен ключ разводной с открытым зевом, содержащий корпус ключа в составе головки и рукоятки, подвижную губку, червяк с ведомой конической шестерней, крышку с ходовым винтом, ведущей конической шестерней и ползун для регулирования раскрытия зева (патент США N 4046034, 1977).

В известном ключе не достигается требуемая плавность и точность при регулировании раскрытия зева из-за повышенной деформируемости головки ключа в зоне расположения подвижной губки, а для малогабаритных разводных ключей существуют геометрические ограничения при реализации кинематической схемы известного устройства, что приводит к увеличению толщины головки и соответствующему увеличению габаритов и массы ключа.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному объекту является ключ разводной с открытым зевом, содержащий головку с неподвижной губкой и рукоятку, подвижную губку, червяк, установленный в полости головки, ходовой винт с закрепленной на нем соосно ведущей конической шестерней, размещенный в полости рукоятки и имеющий одну из опор в виде узкого центрирующего выступа, другую опору во втулке, соединенной с рукояткой, ползун для регулирования раскрытия зева, перемещаемый в сквозном продольном пазе на рукоятке (патент США N 2753748, 1956).

В известном устройстве не достигается требуемая плавность и точность при регулировании зева ключа из-за повышенной деформированности головки ключа в зоне расположенной подвижной губки, а для малогабаритных разводных ключей существуют геометрические ограничения при реализации кинематической схемы известного устройства, что приводит к увеличению толщины головки и соответствующему увеличению габаритов и массы ключа.

Кроме того, в известном ключе требуется проведение трудоемкой регулировки зубчатого зацепления за счет перемещения опорного винта в головке ключа и втулки внутри рукоятки. При установке опорного винта, а также при его деформации под воздействием осевой нагрузки не исключается силовое воздействие на зубчатое зацепление, что приводит к прерывистому характеру зацепления.

Для обеспечения требуемого перемещения ползуна в известном ключе необходимо высокоточное выполнение контактных поверхностей на рукоятке.

Настоящее изобретение направлено на улучшение контакта рабочих органов (улучшение плавности и повышения точности регулирования раскрытия зева ключа, улучшения контактов червяка и подвижной губки, ходового винта и ползуна), уменьшения трудозатрат, уменьшения габаритов и массы ключа, улучшения эксплуатационных характеристик.

Это достигается тем, что в гаечном разводном ключе, содержащем выполненные за одно целое полую рукоятку с продольным сквозным пазом на наружной поверхности и головки с двумя сообщенными каналами, подвижную губку со стволом, размещенным в первом канале, размещенный во втором канале червяк, зацепленный со стволом подвижной губки, установленной на валу червяка, и размещенные в полости рукоятки ходовой винт с соосно закрепленной на одной из его цапф и кинематически связанной с указанной шестерней конической шестерней с центрирующим выступом, и втулку, соединенную с рукояткой и образующую опору другой цапфы ходового винта, и установленный в продольном пазу рукоятки ползун с выступом, размещенным в канавке ходового винта, он снабжен предназначенным для размещения одной из цапф червяка вкладышем, установленным и закрепленным во втором канале и сообщенным с ним третьем канале, выполненным в головке, и пружинной серьгой, концы которой установлены в соответствующих диаметральных пазах, выполненных на образованной на конце рукоятке конической поверхности и сопряженных с кольцевой канавкой, выполненной на наружной поверхности втулки, шестерня выполнена цилиндрической, кинематическая связь между ней и конической шестерней выполнена в виде размещенных в третьем канале оси, одна из цапф которой размещена в третьем канала оси, одна из цапф которой размещена во вкладыше, и установленных на оси и жестко связанных между собой дополнительных конической и цилиндрической шестерен, зацепленных соответственно с ранее указанными конической и цилиндрической шестернями, а на наружной поверхности рукоятки выполнено сопряженное с продольным пазом со стороны головки отверстие, предназначенное для размещения ползуна, выполненного с поверхностями, эквидистантными наружной и внутренней поверхностям рукоятки.

Введение промежуточного блока, конический венец которого сочленен с ведущей конической шестерней, установленной на ходовом винте, а цилиндрический венец с шестерней, прочно соединенной с червяком, улучшает плавность зацепления и повышает точность регулирования зева ключа в связи с отсутствием ограничений во взаимном положении червяка и ходового винта, кинематическая связь между которыми осуществляется через цилиндрические венцы, что позволяет компенсировать осевое смещение между ними.

Улучшению плавности зацепления способствует также размещение опор червяка и ходового винта во вкладыше и отсутствие опорного винта.

Образование вдоль рукоятки внутреннего канала цилиндрической формы для расположения в нем ходового винта наиболее эффективно для малогабаритных разводных ключей, что в сочетании с размещением опоры ходового винта во втулке, закрепленной в рукоятке с помощью пружинной серьги, позволяет обеспечить технический результат в части снижение трудозатрат на изготовление ключа.

Введение промежуточного блока позволяет также уменьшить габариты головки ключа по толщине и ширине по сравнению с известными ключами, так как при применении кинематической схемы, используемой в них, в частности, для малогабаритных разводных ключей, возникают геометрические ограничения из-за необходимости увеличения диаметральных размеров зубчатого зацепления.

Использование пружинной серьги в качестве фиксатора ходового винта во внутренней полости рукоятки, выполнение на рукоятке отверстия для ввода ползуна, определение положения паза вдоль рукоятки улучшают эксплуатационные характеристики и уменьшают трудозатраты.

Совокупность вышеперечисленных признаков позволяет обеспечить уменьшение массы и габаритов разводных ключей.

На чертежах представлен один из вариантов выполнения настоящего изобретения, где изображены: на фиг. 1 общий вид ключа гаечного разводного; на фиг. 2 продольный разрез (по А-А); на фиг. 3 вид на подвижную губку (по стрелке B) на фиг. 4 вид на винт крепления вкладыша; на фиг. 5 вид на ползун (по С-С); на фиг. 6 схема расчета длины паза.

Ключ гаечный разводной (фиг. 1 и 2) содержит корпус ключа 1, подвижную губку 2, червяк 3, ходовой винт 4, промежуточный блок 5, ось 6, ползун 7, вкладыш 8, винт 9, пружинную серьгу 10.

Корпус ключа 1 содержит выполненную за одно целое головку 11 и рукоятку 12. На головке сформирована неподвижная губка 13. Внутри головки (фиг. 2) образованы в одной плоскости канал 14 для размещения червяка 3, канал 15 для размещения ствольной части подвижной губки 2, канал 16 для размещения оси 6, установленного на ней промежуточного блока 5, имеющего конический и цилиндрический венцы. Каналы 14, 15, 16 соединены между собой за счет их пересечения, обеспечивая зацепление червяка и подвижной губки, а также цилиндрической шестерни 17 и цилиндрического венца 57 промежуточного блока 5.

В каналах 14 и 16 установлен вкладыш 8. Канал 14 имеет протяженность до стенки 18, в которой выполнено отверстие 19 для размещения цапфы 20 червяка.

Расстояние между осями каналов 14 и 15 выбрано из условия образования перемычки 21. На головке 11 выполнена щель 22 (фиг. 3), перпендикулярная плоскости 23 и пересекающаяся с каналом 15. Боковые стенки 24 щели и канал 15 образованы для направления движения подвижной губки в головке ключа.

В зоне расположения неподвижной губки 13 (фиг. 2) выполнен сквозной канал 25, пересекающийся с каналом 15 для расположения в нем выступающей части подвижной губки. На неподвижной губке образованы зоны 26 с целью уменьшения массы и для расширения возможностей при эксплуатации.

Вдоль рукоятки выполнен внутренний цилиндрический канал 27 для размещения в нем ходового винта 4. Канал 27 сообщен с каналом 16. На наружной поверхности рукоятки образована цилиндрическая поверхность 28, на части которой выполнен продольный паз 29 (фиг. 1), открывающий спиральную канавку ходового винта и предназначенный для сочленения ползуна 7 и ходового винта 4. Для установки ползуна использовано отверстие 30. На конце рукоятки образована цилиндрическая поверхность 31 (фиг. 2) для размещения втулки 32, в которой установлена опора 33 ходового винта. Для другой опоры ходового винта в районе головки выполнен центрирующий выступ 34. Для крепления втулки 32 в рукоятке с помощью серьги 10 выполнены два отверстия 35, а для выхода усиков 30 серьги из кольцевой канавки 37, выполненной на втулке 32, на рукоятке предусмотрена коническая поверхность 38. На поверхности 38 выполнены два диаметрально противоположных паза 58, в которых фиксируется серьга 10.

На головке выполнено сквозное резьбовое отверстие 39 (фиг. 4) для соединения вкладыша 8 с головкой с помощью винта 9.

На подвижной губке 2 (фиг. 2) образованы цилиндрический ствол 40 для сопряжения с каналом 15 и зоной 41 с целью уменьшения массы и расширения возможностей при эксплуатации. На стволе выполнены зубья 42 для сопряжения с червяком.

На червяке 3 выполнена винтовая резьба 43, преимущественно многозаходная, для зацепления с подвижной губкой, цапфа 20 использована в качестве опоры, размещаемой в отверстии 19. За одно целое с червяком выполнен цилиндрический зубчатый венец 17.

На ходовом винте 4 выполнена спиральная канавка 44 для сочленения с ползуном. На цапфе 45 ходового винта установлены с натягом ведущая коническая шестерня 46. На цапфе 33 закреплена втулка 32 с помощью шайбы 47 и стопорного кольца 48. Между торцом 49 на ходовом винте и втулкой 32 размещены шайба 50, распорная втулка 51 и пружина 52, что обеспечивает гарантированное сочленение конической шестерни 46 и конического зубчатого венца промежуточного блока 5. Центровка шестерни 46 обеспечена образованием узкого центрирующего выступа 53. На ползуне 7 (фиг. 5) образована шейка 54, обеспечивающая перемещение ползуна в продольном пазе 29. Для сочленения ползуна с ходовым винтом выполнен цилиндрический выступ 55.

При сборке ключа согласно изобретению (фиг. 1, 2) во внутреннюю полость рукоятки устанавливают ходовой винт с размещением на нем шайбы 50, распорной втулки 51, пружины 52, втулки 32, соединенных между собой через шайбу 47 стопорным кольцом 48. Одновременно через отверстие 30 вводят ползун 7, сочленяют его с ходовым винтом и производят соединение втулки 32 с рукояткой 12 с помощью серьги 10 за счет ввода ее двух усиков 36 через отверстия на конце рукоятки в кольцевую канавку 27 на втулке 32. Далее в головку ключа монтируют ось 6, устанавливают на ней промежуточный блок 5. Установив в головку ключа вкладыш 8 и закрепив его винтом 9, проверяют требуемую легкость хода ползуна, обеспечивая его при необходимости за счет подбора шайб 47 и 50.

После чего демонтируют вкладыш 8, промежуточный блок 5, ось 6, а затем в головку ключа вводят подвижную губку до контакта с неподвижной губкой 13 и производят зацепление с подвижной губкой червяка 3. Далее перемещают их до упора в стенку 18 и повторяют операцию до тех пор, пока не достигнут максимального раскрытия зева. Затем при крайнем положении ползуна 7, размещают ось 6 и монтируют на ней промежуточный блок 5, обеспечивая сочленение цилиндрических зубчатых венцов, производят установку вкладыша 8 и закрепляют его винтом 9.

Разборку ключа производят в обратном порядке.

Регулировка раскрытия зева ключа выполняется следующим образом. При перемещении ползуна 7 вдоль паза 29 обеспечивают вращение ходового винта 4 и через шестерню 46, промежуточный блок 5 зубчатый венец 17 вращения передается червяку 3, а далее через зубья 42, образованные на подвижной губке 2, осуществляется ее плавное возвратно-поступательное движение.

Длину продольного паза 29 на рукоятке 11 (фиг. 6) рассчитывают по следующей формуле:

где L- длина паза,
s максимальный зев ключа,
h шаг ходового винта,
m модуль червяка,
k число заходов червяка,
z₁ число зубьев на ведущей конической шестерни,
z₂ число зубьев на коническом венце промежуточного блока,
z₃- число зубьев на цилиндрическом венце промежуточного блока,
z₄ число зубьев на цилиндрическом венце червяка,
D диаметр отверстия,
b- ширина паза.

Ключ гаечный разводной может быть использован для быстрого завинчивания и отвинчивания гаек, винтов, болтов любых размеров.

Сущность изобретения: в гаечном ключе кинематическая связь между цилиндрической шестерней 17 и конической шестерней 46 выполнена в виде размещенных в канале 16 оси 6 и установленных на ней жестко связанных конической и цилиндрической шестерен. Одни из цапф червяка 3 оси 6 размещены во вкладыше 8. На наружной поверхности рукоятки выполнено отверстие 30 для установки ползуна 7, сопряженное с продольным пазом 29. Ползун 7 выполнен с поверхностями, эквидистантными наружной и внутренней поверхностям рукоятки. Опора 33 ходового винта 4 размещена во втулке 32, закрепленной в рукоятке пружинной серьгой 10. Концы серьги 10 установлены в диаметральных пазах 58, выполненных на поверхности 38 рукоятки. Перемещением ползуна 7 по пазу 29 обеспечивают вращение ходового винта 4 и через шестерню 46, промежуточный блок 5, шестерню 17 передают вращение на червяк 3, зацепленный с зубьями 42 подвижной губки 2, вызывая ее плавное перемещение. 6 ил.

Гаечный разводной ключ, содержащий выполненные за одно целое полую рукоятку с продольным сквозным пазом на наружной поверхности и головку с двумя сообщенными каналами, подвижную губку со стволом, размещенным в первом канале, размещенный во втором канале червяк, зацепленный со стволом подвижной губки, установленную на валу червяка шестерню, размещенные в полости рукоятки ходовой винт с соосно закрепленной на одной из его цапф и кинематически связанной с указанной шестерней конической шестерней с центрирующим выступом, и втулку, соединенную с рукояткой и образующую опору другой цапфы ходового винта, и установленный в продольном пазу рукоятки ползун с выступом, размещенным в канавке ходового винта, отличающийся тем, что он снабжен предназначенным для размещения одной из цапф червяка вкладышем, установленным и закрепленным во втором канале и сообщенным с ним третьем канале, выполненным в головке, и пружинной серьгой, концы которой установлены в соответствующих диаметральных пазах, выполненных на образованной на конце рукоятки конической поверхности и сопряженных с кольцевой канавкой, выполненной на наружной поверхности втулки, шестерня выполнена цилиндрической, кинематическая связь между ней и конической шестерней выполнена в виде размещенных в третьем канале оси, одна из цапф которой размещена во вкладыше, и установленных на оси и жестко связанных между собой дополнительных конической и цилиндрической шестерен, зацепленных соответственно с ранее указанными конической и цилиндрической шестернями, а на наружной поверхности рукоятки выполнено сопряженное с продольным пазом со стороны головки отверстие, предназначенное для размещения ползуна, выполненного с поверхностями, эквидистантными наружной и внутренней поверхностям рукоятки.