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

Изобретение относится к монтажным работам для завинчивания и отвинчивания гаек, болтов и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства.

Известно устройство гаечный разводной ключ, содержащий корпус ключа на объемной штамповки, губку подвижную, червяк, ось червяка и пружину (см. ГОСТ 7275-75).

К причинам, препятствующим достижению требуемого результата при использовании известного устройства, относится то, что в известном устройстве элемент привода (червяк) для регулирования раскрытия зева вводится в действие путем вращения червяка пальцами руки с ограниченной скоростью и точка приложения крутящего момента к корпусу ключа удалена от места расположения червяка и это ухудшает эксплуатационные характеристики.

Известно устройство гаечный разводной ключ, содержащий подвижную губку, перемещаемую под действием червяка, приводной механизм которого в виде валика с винтовой канавкой, установленный в рукоятке ключа, обеспечивает при действии большого пальца руки на кнопку с бобышкой, входящей в винтовую канавку валика, вращение червяка через зубчатую передачу (см. патент США N 3610159, 1972).

К причинам, препятствующим достижению требуемого результата при использовании известного устройства, относится то, что в известном устройстве не достигается требуемая скорость регулирования и безотказность в работе.

Известно устройство гаечный разводной ключ, содержащий головку с неподвижной губкой и рукоятку, подвижную губку, червяк с закрепленным с ним соосно зубчатым колесом, установленный в полости головки, ходовой винт с закрепленным с ним соосно зубчатым колесом, размещенный в полости рукоятки и имеющий одну из опор в полости рукоятки, а другую во втулке, соединенной с рукояткой, гашетку для регулирования раскрытия зева, перемещаемую в сквозном продольном пазе на рукоятке (см. патент США N 2753748, кл. B 25 13/16, 1956).

К причинам, препятствующим достижению требуемого решения при использовании известного устройства, относится то, что не достигаются требуемая плавность и точность при регулировании раскрытия зева из-за повышенной деформативности головки ключа и применяемого типа зубчатого зацепления.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому объекту по совокупности признаков является устройство гаечный ключ, содержащий выполненные за одно целое рукоятку и головку с двумя сообщенными между собой каналами, первый из которых сквозной, второй глухой, подвижную губку, ствол которой размещен в первом канале, червяк, размещенный во втором канале и предназначенный для взаимодействия с подвижной губкой, ходовой винт, размещенный в рукоятке, и две конические шестерни, из которых ведущая соединена с ходовым винтом, установленным в крышке, а ведомая жестко соединена с червяком, принято за прототип [1]
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что в известном устройстве не достигаются требуемая плавность и точность при регулировании зева ключа из-за повышенной деформативности головки ключа в зоне расположения подвижной губки и прерывистого характера зацепления конических шестерен, не обеспечивается простота сборки и разборки, требуется регулирование зацепления конической передачи.

Сущность изобретения заключается в следующем.

1. В прототипе опора червяка, воспринимающая осевую нагрузку от подвижной губки, установлена в опорном винте, вводимом в резьбовое отверстие в головке ключа со стороны, противоположной расположению неподвижной трубки. При действии рабочей нагрузки не обеспечивается сохранение положений опорной плоскости ведомой конической шестерни. Этому способствует несимметричность нагрузки, передаваемой на винт опорный, из-за отсутствия резьбы на значительном участке по окружности в головке ключа. В связи с этим в зоне восприятия нагрузки от неподвижной губки и крутящего момента, передаваемого от рукоятки, имеет место повышенная деформативность головки ключа из-за пересечения каналов, в которых располагаются ствол подвижной губки и опорный винт.

При установке опорного винта, а также при деформации под воздействием осевой нагрузки не исключается силовое воздействие на коническую передачу, что при отсутствии регулировки положения ведущей конической шестерни приводит к прерывистому характеру зацепления и не обеспечивает достижения требуемого технического результата.

Полная разборка прототипа может быть осуществлена только после демонтажа опорного винта, внутри которого расположена опора червяка. Последующая сборка прототипа после чистки требует определенных технических навыков, так как может возникнуть необходимость регулирования конической передачи. Если опорный винт при заводской сборке фиксируется методом керновки, то полная разборка и сборка ключа, содержащего опорный винт, практически может осуществляться только в специализированных мастерских.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в изменении структуры устройства, принятого за прототип, с целью улучшения контакта рабочих органов для обеспечения требуемого зацепления и возможности упрощения разборки и сборки с исключением регулировки зацепления.

2. При осуществлении изобретения может быть получен технический результат в улучшении контакта рабочих органов (улучшение плавности и повышение точности регулирования раскрытия зева ключа), в упрощении разборки и сборки с исключением регулировки зацепления.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве гаечный разводной ключ, содержащий выполненные за одно целое рукоятку и головку с двумя сообщенными между собой каналами, первый из которых сквозной, второй глухой, подвижную губку, ствол которой размещен в первом канале, червяк, размещенный во втором канале и предназначенный для взаимодействия с подвижной губкой, ходовой винт, размещенный в рукоятке, и две конические шестерни, из которых ведущая соединена с ходовым винтом установленным в крышке, ведомая жестко соединена с червяком; в головке ключа выполнены паз, сообщенный со вторым каналом и расположенный со стороны неподвижной губки, и отверстие, расположенное со стороны подвижной губки и соосное с вторым каналом с образованием перемычки между первым и вторым каналами, ключ снабжен установленной во втором канале втулкой с выступом, размещенным в пазу, одна опора червяка размещена в отверстии, другая во втулке, а ходовой винт подпружинен в осевом направлении.

Между совокупностью признаков, перечисленных из формулы изобретения, и вышеизложенным техническим результатом, имеет место причинно-следственная связь. Так, образование стенки между частью первого и второго каналов уменьшает деформативность головки ключа. Размещение одной из опор червяка во втулке, установленной на входе во втором канале, также может быть отнесено к существенному признаку, так как при этом реализуется совокупность признаков, относящихся к решению по формированию другой опоры червяка, воспринимающей осевую нагрузку. Установка на ходовом винте пружины обеспечивает постоянный контакт между ведущей и ведомой коническими шестернями.

Таким образом, совокупность вышеизложенных признаков позволяет достичь требуемого технического результата: обеспечить улучшение плавности зацепления и повышения точности регулирования раскрытия зева ключа. Тем самым, признаки, приведенные в форме изобретения, относятся к категории существенных признаков.

В предлагаемом техническом решении червяк удерживается во втором канале только за счет сочленения конических шестерен. Это позволяет получить требуемый технический результат по упрощению разборки и сборки с исключением регулировки зацепления. Для полной разборки достаточно снять крышку, закрепленную на рукоятке одним винтом, вместе с ходовым винтом, на котором установлена ведущая коническая шестерня, и демонтировать из головки червяк и подвижную губку.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриевому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, изобретение соответствует требованию "Новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками изобретения, результаты которого показывают, что изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусмотренных преобразований на достижение технического результата, в частности, заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования:
дополнение известного средства какой-либо известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений;
замена какой-либо части известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;
исключение какой-либо части средства с одновременным исключением обусловленной ее наличием функции и достижением при этом обычного для того исключения результата;
увеличением количества однотипных элементов для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов;
выполнение известного средства или его части из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами материала;
создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между ними осуществлены на основании известных правил, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого объекта и связью между ними.

Следует обратить внимание на отличительный признак, относящийся к образованию стенки между частью первого и второго каналов головки с целью уменьшения деформативности головки ключа. Подобные технические решения известны для других типов ключей, для которых не требуется использование опорных винтов с наружным диаметром больше наружного диаметра червяка, а установка червяка производится на ось через сквозной паз на головке ключа, например, для известного решения (см. патент США N 1391251, 1921) или для разводных ключей по ГОСТ 7275-75.

Однако на основании дополнительного анализа известных решений, в том числе патента США N 2753748, 1956; патента США N 4040034, 1977, следует, что в течение длительного времени не было найдено подобное техническое решение для разводных ключей, содержащих узлы винтового действия и исполнительных механизмов скольжения подвижной губки для регулирования раскрытия зева ключа, что подтверждает неочевидность данного отличительного признака для специалистов, как не вытекающего явным образом из известного уровня техники.

Действительно, образование стенки стало возможным только при наличии взаимосвязанных отличительных признаков: исключение опорного винта, установка червяка с закрепленной на нем ведомой конической шестерней в канал для его размещения со стороны неподвижной губки и размещение одной из опор червяка во втулке с возможностью ее перемещения вдоль первого канала и ограничением перемещения относительно него, причем втулка зафиксирована от поворота выступом на втулке, входящим в паз на головке с целью прохождения ствола губки над втулкой.

Следовательно, изобретение соответствует требованию "Изобретательский уровень" по действующему законодательству.

На фиг.1 изображен общий вид гаечного разводного ключа; на фиг.2 вид на головку ключа; на фиг.3 вид на головку ключа сбоку; на фиг.4 вид на головку ключа сбоку; на фиг.5 вид на крышку.

Гаечный разводной ключ (фиг.1) содержит составные части: корпус ключа 1, подвижную губку 2, червяк 3, крышку 4.

Корпус ключа 1 выполнен за одно целое из головки 5 и рукоятки 6. На головке сформирована неподвижная губка 7. Внутри головки (фиг.2-4) образованы в одной плоскости первый канал 9 для ствола подвижной губки 2 и второй канал 8 для размещения червяка 3.

Каналы 8 и 9 сообщены между собой за счет их пересечения, обеспечивая зацепление червяка и подвижной губки. Вход в канал 8 расположен со стороны неподвижной губки 7 и канал имеет протяженность до стенки 10, в которой выполнено отверстие 11 для размещения цапфы 12 червяка. В канале 8 размещена втулка 13 с отверстием под цапфу 14. На головке 5 выполнен паз 15, в котором расположен выступ 16 втулки 13. Расстояние между осями отверстия 11 и канала 9 выбрано из условия образования стенки 17. На головке выполнена щель 18, перпендикулярная плоскости 19 и пересекающаяся с каналом 9. Боковые стенки 20 и щели 18 (фиг.3), и канал 9 образованы для направления движения подвижной губки в корпусе ключа. В зоне расположения неподвижной губки выполнен (фиг.4) сквозной канал 21 овального сечения, пересекающийся с каналом 9, для расположения в нем выступающей части 2 (фиг.2) подвижной губки.

В рукоятке 6 (фиг. 5) образована полость 23 преимущественно прямоугольного сечения для размещения в ней ходового винта 24, установленного в крышке 4. Полость 23 сообщена (фиг.2) с каналом 8, в котором размещен червяк, для сопряжения ведущей 25 и ведомой 26 конических шестерен. На рукоятке 6 (фиг.5) выполнена стыковочная плоскость 27 для соединения с крышкой 4. На плоскости 27 выполнено резьбовое отверстие 28 для крепления крышки винтом 29. На верхнем конце полости 23 образована фаска 30 для фиксирования козырька 31 крышки. На конце рукоятки (фиг.1) выполнено сквозное отверстие 32, например, квадратного сечения для использования переходных втулок для выполнения монтажных работ.

На подвижной губке 2 (фиг. 2) образован цилиндрический ствол 33 для сопряжения с каналом 9. На стволе выполнены зубья 34 для зацепления с червяком 3.

На червяке 3 сформирована винтовая резьба 35 для зацепления с подвижной губкой. Цапфа 12 использована в качестве опоры, размещаемой в отверстии 11, а также для установки на ней с натягом ведомой конической шестерни 26. На конце цапфы 12 выполнен паз 36 под отвертку. Цапфа 14 использована для опоры во втулке 13, которая закреплена на червяке стопорным кольцом 37.

На крышке 4 (фиг.4) смонтированы элементы винтового привода в составе ходового винта 24, гашетки 38, пружины 39, стопорного кольца 40, шайбы 41.

Ходовой винт 24 имеет винтовую канавку 42 для сочленения с гашеткой. Верхняя цапфа 43 ходового винта использована для установки с натягом ведущей конической шестерни 25. Цилиндрический поясок 44 верхней цапфы образован в качестве опоры ходового винта, а канавка 45 использована для установки стопорного кольца 40, с помощью которого ограничено перемещение ходового винта относительно крышки. На нижней цапфе 46 размещены пружина 39 и шайба 41.

Гашетка 38 состоит из ползунка 47 и фиксатора 48, соединенных между собой развальцовкой выступа фиксатора 49.

На крышке 4 сформированы опоры 50 и 51 и козырек 31. Вдоль крышки образован сквозной паз 52, боковые стенки которого использованы в качестве направляющих для движения гашетки. На крышке выполнено отверстие 53 для установки винта 29 крепления крышки на рукоятке.

При сборке гаечного разводного ключа (фиг.2) в канал 9 устанавливается подвижная губка 2 и перемещается в крайнее правое положение до смыкания губок между собой. Затем со стороны входа в канал 8 вкладывается червяк 3 с установленной на нем ведомой конической шестерней 26 по посадке с натягом и размещенной на нем плавающей втулкой 13, закрепленной стопорным кольцом 36. Далее производится зацепление червяка и подвижной губки, которые совместно перемещаются до обеспечения установки цапфы в отверстие 11. С помощью паза 36 на цапфе червяка, выдерживая максимальный размер зева ключа, обеспечивается контакт ведомой конической шестерни с плоскостью 54. Подобного результата модно достигнуть, вращая шестерню 25 через полость 23.

Регулировка, раскрытия зева ключа производится следующим образом (фиг. 5).

При перемещении гашетки 38 вдоль паза 52 обеспечивается вращение ходового винта 24, а через конические шестерни 25, 26, находящиеся под действием пружины 39 в постоянном контакте, вращение передается червяку 3 (фиг.2) и далее через зубья 34, выполненные на подвижной губке 2, осуществляется ее плавное возвратно-поступательное движение и регулирование раскрытия зева ключа.

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании изобретения следующей совокупности условий:
средство, воплощающее изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в различных отраслях промышленности и народного хозяйства;
для изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до приоритета средств и методов;
средство, воплощающее изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, изобретение соответствует требованию "Промышленная применяемость" по действующему законодательству.

Сущность изобретения: в головке 5 ключа выполнены паз 15 и отверстие 11. Паз 15 сообщен с каналом 8 и расположен со стороны неподвижной губки 7. Отверстие 11 расположено со стороны подвижной губки 2 и соосно с каналом 8 с образованием перемычки 17 между каналами 8 и 9. Втулка 13 с выступом 16 установлена в канале 8. Выступ 16 размещен в пазу 15. Одна опора червяка 3 размещена в отверстии, другая - во втулке 13. Ходовой винт 24 подпружинен в осевом направлении. 5 ил.

Гаечный разводной ключ, содержащий выполненные за одно целое рукоятку и головку с двумя сообщенными между собой каналами, первый из которых сквозной, второй глухой, подвижную губку, ствол которой размещен в первом канале, червяк, размещенный во втором канале и предназначенный для взаимодействия с подвижной губкой, ходовой винт, размещенный в рукоятке, две конические шестерни, из которых ведущая соединена с ходовым винтом, ведомая жестко соединена с червяком, и крышку с опорами для установки ходового винта, отличающийся тем, что в головке ключа выполнены паз, сообщенный с вторым каналом и расположенный со стороны неподвижной губки, и отверстие, расположенное со стороны подвижной губки, и соосное с вторым каналом с образованием перемычки между первым и вторым каналами, ключ снабжен установленной во втором канале втулкой с выступом, размещенным в пазу, одна опора червяка размещена в отверстии, другая во втулке, а ходовой винт подпружинен в осевом направлении.