ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ СОЗДАНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЙ ДЛЯ ЗАТЯГИВАНИЯ И ОСЛАБЛЕНИЯ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1999 года по МПК B25B23/145 B25B21/00 

Изобретение относится к области гидравлического инструмента, применяемого для затягивания и ослабления резьбовых соединителей типа болтов, гаек и тому подобных соединений.

Гидравлические инструменты, применяемые для затягивания и ослабления резьбовых соединений, достаточно широко известны. Подобные инструменты обычно выполнены таким образом, чтобы сам инструмент в рабочем положении находился практически перпендикулярно оси привода. Это приводит к тому, что используемый в гидравлическом инструменте, содержащем зацепляющий элемент, входящий в зацепление с обрабатываемым резьбовым соединением, и привод, выполненный в виде гидравлического узла типа поршень - цилиндр, поршень привода перемещается в осевом направлении узла цилиндр - поршень, а зацепляющий элемент вращается вокруг оси, перпендикулярной оси узла цилиндр - поршень.

Известен, в частности, гидравлический инструмент для создания крутящего момента (US, патент 4300641 B 25 B 23/145, 1981), содержащий вал для передачи крутящего момента, имеющий две концевые части, по крайней мере, одна из которых предназначена для взаимодействия с затягиваемым или ослабляемым резьбовым соединением, гидравлический привод и приводной элемент, размещенный на валу с возможностью перемещения относительно вала и передачи ему крутящего момента под действием рабочей жидкости.

Известному решению присущи вышеуказанные недостатки.

Целью настоящего изобретения является разработка устройства, свободного от указанных недостатков.

Согласно первому варианту реализации изобретения гидравлический инструмент для создания крутящего момента, предназначенный для затягивания и ослабления резьбовых соединений, содержит вал (зацепляющий элемент) для передачи крутящего момента, имеющий две концевые части, по меньшей мере, одна из которых предназначена для взаимодействия с затягиваемым или ослабляемым резьбовым соединением, гидравлический привод и приводной элемент, размещенный на валу с возможностью перемещения относительно вала и передачи ему крутящего момента под действием рабочей жидкости, причем приводной элемент установлен с возможностью последовательного осевого перемещения в двух противоположных направлениях с обеспечением при этом однонаправленного вращения вала. Инструмент может быть дополнительно снабжен источником (цилиндром) для подачи рабочей жидкости для осевого перемещения приводного элемента относительно вала. Приводной элемент и вал могут быть выполнены с взаимозацепляющими элементами (пазами), обеспечивающими при перемещении приводного элемента в двух противоположных осевых направлениях поворот вала только в одном направлении.

Согласно второму варианту реализации изобретения гидравлический инструмент для создания крутящего момента, предназначенный для затягивания и ослабления резьбового соединения, содержит установленный в корпусе вал (зацепляющий элемент) для передачи крутящего момента, имеющий две концевые части, по крайней мере, одна из которых предназначена для взаимодействия с затягиваемым или ослабляемым резьбовым соединением, приводной элемент, установленный на валу с возможностью осевого перемещения относительно этого вала и передачи ему крутящего момента под действием рабочей жидкости с обеспечением затягивания или ослабления резьбового соединения, причем устройство дополнительно снабжено неподвижной относительно корпуса втулкой с зубьями, расположенными в направлении, поперечном направлению оси вала, и храповиком с зубьями, расположенными в направлении, поперечном оси вала, установленным с возможностью поворота относительно его и с возможностью контакта с зубьями втулки, при этом приводной элемент установлен с возможностью продолжения осевого перемещения относительно оси вала и храповика после достижения последним контакта с неподвижной втулкой. На храповике и приводном элементе могут быть выполнены взаимозацепляющиеся шлицы для соединения храповика с приводным элементом при осевом перемещении последнего. Инструмент может быть дополнительно снабжен источником (цилиндром) для приема рабочей жидкости и подачи ее попеременно к приводному элементу для сообщения ему перемещения в двух осевых направлениях.

Согласно третьего варианта реализации изобретения гидравлический инструмент для создания крутящего момента, предназначенный для затягивания и ослабления резьбовых соединений, содержит вал для передачи крутящего момента, имеющий две концевые части, по крайней мере, одна из которых предназначена для взаимодействия с затягиваемым или ослабляемым резьбовым соединением, резьбовой элемент, установленный на валу с возможностью осевого перемещения относительно этого вала и передачи ему крутящего момента под действием рабочей жидкости с обеспечением затягивания или ослабления резьбового соединения, причем приводной элемент выполнен из двух частей. Каждая из которых установлена на валу с возможностью передачи ему крутящего момента при осевом перемещении относительно вала последовательно в двух противоположных направлениях с сообщением валу однонаправленного движения. Вал для передачи крутящего момента может быть выполнен в виде двух секций, каждая из которых выполнена с винтовыми выступами, наклоненными в противоположные стороны, причем каждая из частей приводного элемента выполнена с винтовыми встречными выступами, предназначенными для взаимодействия с указанными винтовыми выступами секций вала, при этом вал установлен с возможностью вращения в одном и том же направлении при осевом перемещении частей приводного элемента в противоположных направлениях. Части приводного элемента могут быть установлены с возможностью поворота относительно друг друга.

Фиг. 1 представляет собой схематичное изображение, показывающее частичный разрез гидравлического инструмента для создания крутящего момента в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 2 представляет собой изображение зацепляющего элемента инструмента, выполненного в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 3 представляет собой изображение в разобранном виде, показывающее приводной элемент и храповики предлагаемого инструмента.

Выполненный в соответствии с настоящим изобретением гидравлический инструмент для создания крутящего момента имеет зацепляющий элемент 1. Зацепляющий элемент 1 представляет собой удлиненный ступенчатый цилиндрический вал, который имеет две концевые части 2 и 3, каждая из которых приспособлена для зацепления с затягиваемым или ослабляемым резьбовым соединителем. Например, концевые части 2 и 3 выполнены в виде прямоугольных или шестиугольных конструктивных элементов, которые могут входить в зацепление с прямоугольными или шестиугольными отверстиями втулок, соединенных с резьбовым соединителем. Кроме того, зацепляющий элемент 1 имеет два участка 4 и 5 большего диаметра. И, наконец, он имеет центральный цилиндрический участок, расположенный между участками 4 и 5. Центральный участок обозначается цифрой для ссылки 6 и имеет две секции с нанесенными на них винтовыми образованиями в виде, например, винтовых зубьев, которые выполнены наклонно в противоположных направлениях. Другими словами, начиная от центральной линии 7 участка 6 винтовые образования 8 выполнены наклонно в направлении от нижнего левого угла к верхнему правому, тогда как винтовые выступы 9 выполнены в направлении от верхнего левого угла к нижнему правому.

Втулки 10 и 11 расположены на участках 4 и 5 зацепляющего элемента и неподвижно соединены с корпусом инструмента, например, с помощью винтов 12. Зацепляющий элемент 1 поворачивается относительно втулок 10 и 11. Фиксирующие детали 13 удерживают все части инструмента вместе и жестко соединяются с валом, например, с помощью штифтов 14.

Фиксирующие детали 13 могут поворачиваться относительно втулок 10 и 11 потому, что между ними вставлены вкладыши 15, например, в виде шариков. На внутренних торцах втулок выполняется ряд зубьев 18 и 19, которые расположены на определенном расстоянии друг от друга по окружности поперечно оси А зацепляющего элемента 1 и выполнены с наклоном в противоположных направлениях.

Приводной элемент 20 имеет две детали привода 21 и 22, которые соединяются друг с другом, например, с помощью вкладышей 23 в виде шариков, так что они могут совместно перемещаться в осевом направлении и, в то же самое время, могут вращаться относительно друг друга. Кроме того, инструмент имеет кольцеобразные храповики 24 и 25, которые могут поворачиваться относительно приводного элемента, и подпружинены в осевом направлении к втулкам 10 и 11 пружинами 26 и 27. Храповики выполнены с зубьями 28 и 29, которые могут входить в зацепление с зубьями 18 и 19 втулок 10 и 11. Деталь привода 21 соединяется с храповиком 24 с помощью взаимозацепляющихся образований, например, пазов, так что она может перемещаться в осевом направлении относительно храповика 24 и, следовательно, относительно зацепляющего элемента 1. Деталь привода 22 подобным образом соединяется с храповиком 25 с помощью взаимозацепляющихся образований типа паз 31 так, что она может двигаться в осевом направлении относительно храповика 25 и, следовательно, относительно зацепляющего элемента 1. Детали привода 21 и 22 имеют расположенные радиально внутрь выступы 32 и 33, на которых предусмотрены винтовые образования в виде, например, винтовых зубьев. Винтовые образования выступов 32 и 33 выполнены наклонно в противоположных направлениях и в соответствии с винтовыми выступами 8 и 9 зацепляющего элемента 1 так, чтобы входить с ними в зацепление.

Инструмент имеет также корпус 34. Корпус состоит из двух частей 35 и 36, которые соединяются друг с другом, например, резьбовым соединением 37. Корпус имеет две камеры 38 и 39, которые не связаны между собой. Рабочая жидкость, например, гидравлическая жидкость, может попеременно подаваться и выводиться из камер 38 и 39.

Предлагаемый гидравлический инструмент работает следующим образом.

Когда рабочая жидкость, например, гидравлическая жидкость, подается из не показанного на фиг.1 источника в камеру 39, деталь привода 22 выталкивается вверх (как показано на фиг.1) и толкает вверх деталь привода 21. Поскольку зубья 28 храповика 24 находятся в зацеплении с зубьями 18 втулки 10, то деталь привода 21 не может поворачиваться и вместо этого двигается в направлении оси вверх относительно храповика 24 и относительно зацепляющего элемента 1. Так как винтовые образования 32 детали привода 21 находятся в зацеплении с винтовыми образованиями 8 зацепляющего элемента 1, то осевое перемещение вверх детали привода 21 вызовет поворот зацепляющего элемента 1 в заранее определенном направлении, показанном стрелкой. Во время этого осевого перемещения вверх деталь привода 22 может повернуться относительно детали привода 21 и в тот же момент вслед за этим поворачивается винтовое образование 33 и винтовое образование 33 и винтовое образование 9 зацепляющего элемента 1, при этом зубья 29 храповика 25 скользят над зубьями 19 втулки 11.

Когда после этого жидкость выводится из камеры 39 и подается в камеру 38, детали привода 21 и 22 двигаются по оси вниз. Поскольку зубья 29 храповика 25 находятся в зацеплении с зубьями 19 втулки 11, то деталь привода 22 не может вращаться и перемещается по оси вниз относительно храповика 25 и относительно зацепляющего элемента 1. Вследствие наличия зацепления винтовых образований 33 детали привода 22 с винтовыми образованиями 9 зацепляющего элемента 1 зацепляющий элемент 1 поворачивается в определенном направлении, тогда как деталь привода 21 поворачивается относительно детали привода 22, а зубья 28 храповика 24 скользят над зубьями 18 втулки 10. Вследствие этого обеспечивается непрерывное вращение вала. Таким образом, крепежное соединение может, например, затягиваться. Для того чтобы изменить направление вращения инструмента и вместо затягивания выполнить ослабление, инструмент переворачивается так, чтобы верхний конец зацепляющего элемента 1 входил в зацепление с крепежным соединителем.

Кроме того, в гидравлическом инструменте для создания крутящего момента предусмотрена деталь 40 реакции опоры. Деталь реакции опоры имеет внутренние пазы 41, которые входят в зацепление с внешними пазами 42, выполненными на обеих концевых частях корпуса. Как известно, деталь реакции опоры при использовании инструмента может упираться в близлежащие предметы, например, в боковую поверхность фланца, соседнюю гайку, основание корпуса. Во время соответствующих операций деталь реакции опоры может быть снята с одной осевой концевой части корпуса и прикреплена к другой осевой концевой части корпуса.

Понятно, что предлагаемый гидравлический инструмент для создания крутящего момента может также работать и в том случае, если его центральная часть 6 вала 1 выполнена с однонаправленными винтовыми образованиями, а один приводной элемент выполнен с соответствующим винтовым образованием. В этом случае приводной элемент с винтовым образованием будет вращать вал в одном направлении, а храповик - в противоположном направлении, не переворачивая инструмента.

В указанной реализации изобретения корпус выполнен в виде цилиндра, в котором имеются две камеры для приема жидкости. Понятно, что этот цилиндр может быть расположен отдельно от инструмента в его верхней части и при работе может подключаться к одной либо другой стороне инструмента. Однако при этом длина инструмента увеличивается.

Выполненный в соответствии с настоящим изобретением гидравлический инструмент для создания крутящего момента имеет простую конструкцию и состоит из небольшого количества деталей. Инструмент имеет также относительно небольшой диаметр и в то же самое время он является исключительно мощным, поскольку достигаемая в предлагаемом инструменте площадь поршня занимает малое пространство, но оно гораздо больше, чем в инструментах с приводом типа цилиндр - поршень.

Понятно, что каждый из описанных выше элементов, два или более вместе взятых, могут также найти полезное применение в конструкциях другого типа, которые отличаются от вышеописанных.

Выше показано и описано осуществление данного изобретения в виде гидравлического инструмента для создания крутящего момента, но изобретение не ограничивается показанными отдельными примерами, поскольку в него могут быть внесены различные модификации и структурные изменения, никоим образом не выходящие за пределы сущности настоящего изобретения.

Не проводя дальнейшего анализа, все вышесказанное настолько полно раскрывает сущность настоящего изобретения, что специалисты могут, приложив современные знания, легко использовать его в различных применениях, не упуская признаков, которые с точки зрения специалистов составляют существенные характеристики основных и специфических особенностей этого изобретения. То новое, что подлежит защите патентной грамотой, излагается в прилагаемой формуле изобретения.

Инструмент предназначен для создания крутящих моментов при затягивании или ослаблении резьбовых соединений. Инструмент содержит вал для передачи крутящего момента. Вал имеет две концевые части, одна из которых служит для взаимодействия с резьбовым соединением. Передача валу крутящего момента осуществляется с помощью гидравлического привода и приводного элемента. Последний установлен с возможностью последовательного осевого перемещения в двух противоположных направлениях. Эти перемещения вызывают однонаправленное вращение вала. Другой вариант изобретения предусматривает использование неподвижной относительно корпуса втулки с зубьями и храповика. Храповик установлен на валу с возможностью поворота относительно вала и контакта с зубьями втулки. Приводной элемент имеет возможность продолжения осевого перемещения относительно вала и храповика после достижения последним контакта с неподвижной втулкой. Еще один вариант изобретения предусматривает выполнение указанного приводного элемента из двух частей, каждая из которых размещена на валу с передачей ему крутящего момента в одном направлении. Технический результат, реализуемый изобретениями, заключается в обеспечении значительных крутящих моментов при относительно небольшой площади поршня гидравлического привода. 3 с. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Гидравлический инструмент для создания крутящего момента, предназначенный для затягивания и ослабления резьбовых соединений, содержащий вал для передачи крутящего момента, имеющий две концевые части, по крайней мере одна из которых предназначена для взаимодействия с затягиваемым или ослабляемым резьбовым соединением, гидравлический привод и приводной элемент, размещенный на валу с возможностью перемещения относительно вала и передачи ему крутящего момента под действием рабочей жидкости, отличающийся тем, что приводной элемент установлен с возможностью последовательного осевого перемещения в двух противоположных направлениях с обеспечением при этом однонаправленного вращения вала. 2. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что он снабжен источником для подачи рабочей жидкости для осевого перемещения приводного элемента относительно вала. 3. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что приводной элемент и вал выполнены с взаимозацепляющимися элементами, обеспечивающими при перемещении приводного элемента в двух противоположных осевых направлениях поворот вала только в одном направлении. 4. Гидравлический инструмент для создания крутящего момента, предназначенный для затягивания и ослабления резьбовых соединений, содержащий установленный в корпусе вал для передачи крутящего момента, имеющий две концевые части, по крайней мере одна из которых предназначена для взаимодействия с затягиваемым или ослабляемым резьбовым соединением, приводной элемент, установленный на валу с возможностью осевого перемещения относительно этого вала и передачи ему крутящего момента под действием рабочей жидкости с обеспечением затягивания или ослабления резьбового соединения, отличающийся тем, что устройство снабжено неподвижной относительно корпуса втулкой с зубьями, расположенными в направлении, поперечном направлению оси вала, и храповиком с зубьями, расположенными в направлении, поперечном направлению оси вала, установленным с возможностью поворота относительно его и с возможностью контакта с зубьями втулки, причем приводной элемент установлен с возможностью продолжения осевого перемещения относительно вала и храповика после достижения последним контакта с неподвижной втулкой. 5. Инструмент по п. 4, отличающийся тем, что на храповике и приводном элементе выполнены взаимозацепляющиеся шлицы для соединения храповика с приводным элементом при осевом перемещении последнего. 6. Инструмент по п.5, отличающийся тем, что он снабжен источником для приема рабочей жидкости и подачи ее попеременно к приводному элементу для сообщения ему перемещения в двух осевых направлениях. 7. Гидравлический инструмент для создания крутящего момента, предназначенный для затягивания и ослабления резьбовых соединений, содержащий вал для передачи крутящего момента, имеющий две концевые части, по крайней мере одна из которых предназначена для взаимодействия с затягиваемым или ослабляемым резьбовым соединением, резьбовой элемент, установленный на валу с возможностью осевого перемещения относительно этого вала и передачи ему крутящего момента под действием рабочей жидкости с обеспечением затягивания или ослабления резьбового соединения, отличающийся тем, что приводной элемент выполнен из двух частей, каждая из которых установлена на валу с возможностью подачи ему крутящего момента при осевом перемещении относительно вала последовательно в двух противоположных направлениях с сообщением валу однонаправленного вращения. 8. Инструмент по п.7, отличающийся тем, что вал для передачи крутящего момента выполнен в виде двух секций, каждая из которых выполнена с винтовыми выступами, наклоненными в противоположные стороны, причем каждая из частей приводного элемента выполнена с винтовыми встречными выступами, предназначенными для взаимодействия с указанными винтовыми выступами секций вала, при этом вал установлен с возможностью вращения в одном и том же направлении при осевом перемещении частей приводного элемента в противоположных направлениях. 9. Инструмент по п.7, отличающийся тем, что части приводного элемента установлены с возможностью поворота относительно друг друга.