ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к системе, передающей крутящий момент, в которой первый компонент, например, приспособление для ввинчивания и вывинчивания, прикладывает крутящий момент ко второму компоненту, например, к резьбовой крепежной детали, а третий компонент, например, фасонный инструмент, предназначен для образования паза в одном из указанных первом или втором компонентах с многоугольным сопряжением.
ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ СОЗДАНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
После внедрения и массового применения приспособления для ввинчивания и вывинчивания крепежных деталей на заводских сборочных линиях в конце тридцатых годов и начале сороковых годов прошлого столетия, произошло революционное преобразование одного из старейших изобретений человека в области механики. Ограничением был большой крутящий момент, прикладываемый к приспособлению для ввинчивания и вывинчивания крепежной детали. Представляется, что в последнее десятилетие приспособление для ввинчивания и вывинчивания крепежных деталей стало доступным для каждого квалифицированного рабочего и большинства "самодельщиков" вследствие распространения относительно недорогих и портативных приспособлений для ввинчивания и вывинчивания крепежных деталей.
Известный уровень техники был ограничен следующими параметрами конечного приспособления для ввинчивания и вывинчивания и винта: 1) рабочей частью, способной передавать, и резьбовой крепежной деталью, способной принимать большие крутящие усилия; 2) рабочей частью приспособления для ввинчивания и вывинчивания, имеющей большую центральную часть, способную надежно и многократно передавать большие крутящие усилия; 3) конфигурацией рабочей части приспособления для ввинчивания и вывинчивания и сопряженной резьбовой крепежной детали, "сминаемой" при относительно небольших нагрузках и, 4) сопряжением приспособления для ввинчивания и вывинчивания и резьбовой крепежной детали, обеспечивающим высокое сцепление вследствие плотного прилегания, исключающим необходимость намагничивания рабочей части и сопутствующие проблемы.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение обеспечивает получение рабочей части приспособления для ввинчивания и вывинчивания крепежной детали и резьбовой крепежной детали, которая соответствует потенциалу приспособления для ввинчивания и вывинчивания крепежной детали.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение рабочей части (приспособления для ввинчивания и вывинчивания крепежной детали), которая может передавать большие крутящие усилия головке (резьбовой крепежной детали), способной принимать большие крутящие усилия благодаря наличию уникальной геометрии паза или наружной конфигурации (головки), которая в этой заявке характеризуется как "модифицированная многоугольная", а в более характерных примерах - как "модифицированный квадрат".
Дополнительной задачей настоящего изобретения является получение рабочей части (приспособления для ввинчивания и вывинчивания крепежной детали), которая может надежно и многократно передавать большой крутящий момент резьбовой крепежной детали вследствие большой центральной части паза или наружной головки и стенки приспособления для ввинчивания и вывинчивания (крепежной детали), поддерживаемой большой опорной поверхностью.
Еще одной дополнительной задачей настоящего изобретения является обеспечение конфигурации рабочей части приспособления для ввинчивания и вывинчивания крепежной детали и сопряженного паза головки резьбовой крепежной детали, которая минимизирует смятие вследствие, главным образом, ассиметричной формы.
Другой задачей настоящего изобретения является получение конфигурации рабочей части приспособления для ввинчивания и вывинчивания и сопряженной крепежной резьбовой детали, которая минимизирует относительное качание крепежной детали, и приспособления для ввинчивания и вывинчивания крепежной детали при ввинчивании или вывинчивании крепежной детали.
Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение "сцепления вследствие плотного прилегания" рабочей части (приспособления для ввинчивания и вывинчивания) с резьбовой крепежной деталью, которое исключает необходимость намагничивания рабочей части вследствие, главным образом, регистрирующих широких аксиальных наклонных стенок.
Дополнительной задачей настоящего изобретения является получение конфигурации, в которой рабочая часть приспособления для ввинчивания и вывинчивания крепежной детали и резьбовая крепежная деталь могут быть получены в условиях массового производства при небольших затратах на изготовление и с высокой воспроизводимостью.
Кроме того, еще одной задачей настоящего изобретения является получение конфигурации рабочей части приспособления для ввинчивания и вывинчивания и сопряженной резьбовой крепежной детали, в соответствии с которой крепежная деталь может быть быстро и просто прикреплена к рабочей части приспособления для ввинчивания и вывинчивания, перенесена к месту монтажа крепежной детали, введена посредством дрели и утоплена в требуемое положение, а рабочая часть приспособления для ввинчивания и вывинчивания крепежной детали может быть просто освобождена из резьбовой крепежной детали.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - вертикальный вид спереди части инструмента, передающего крутящий момент, в соответствии с настоящим изобретением, расположенной в совмещении для введения в паз крепежной детали, соответствующий настоящему изобретению, причем для пояснения изобретения части крепежной детали показаны в разрезе.
Фиг.2 - вертикальный вид спереди инструмента, передающего крутящий момент, и крепежной детали, показанных на фиг.1, находящихся в полном контактном взаимодействии. Для пояснения настоящего изобретения некоторые части инструмента, передающего крутящий момент, и крепежной детали удалены.
Фиг.3 - вид сверху устройства, соответствующего настоящему изобретению, по линии 3-3, показанной на фиг.1, с частями головки винта в поперечном сечении. Квадрат, показанный пунктирной линией, наложен на паз винта для иллюстрации конфигурации "модифицированного квадрата" паза. Квадрат, показанный пунктирной линией, графически иллюстрирует способность крепежной детали вращаться посредством приспособления для ввинчивания и вывинчивания, имеющего квадратную конфигурацию.
Фиг.3А - разрез по линиям 3А-3А в четырех местах, показанных на фиг.3.
Фиг.3В - разрез по линиям 3В-3В в трех местах, показанных на фиг.3.
Фиг.4 - вид сверху устройства, соответствующего настоящему изобретению, по линии 4-4, показанной на фиг.2, с частями головки винта и приспособления для ввинчивания и вывинчивания в поперечном сечении, сделанном для более убедительной иллюстрации взаимосвязи "модифицированного квадрата", соответствующего настоящему изобретению, и геометрического квадрата.
Фиг.4А - разрез по линиям 4А-4А в четырех местах, показанных на фиг.4.
Фиг.4В - разрез по линиям 4В-4В в трех местах, показанных на фиг.4.
Фиг.5 - вертикальный вид спереди варианта осуществления крепежной детали, соответствующей настоящему изобретению, с частями головки в разрезе для более убедительной иллюстрации изобретения.
Фиг.6 - вид сверху головки крепежной детали, иллюстрируемой на фиг.5, по стрелкам на линии 6-6. Квадрат, показанный пунктирной линией, наложен на паз винта для иллюстрации сравнения "модифицированного паза", соответствующего настоящему изобретению, с геометрическим квадратом.
Фиг.7 - вертикальный вид сбоку варианта осуществления приспособления для ввинчивания и вывинчивания (крепежной детали), имеющего концевую часть, выполненную в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.8 - вертикальный вид сбоку части приспособления для ввинчивания и вывинчивания (крепежной детали), иллюстрируемого на фиг.7, по стрелкам на линии 8-8, показанной на фиг.7.
Фиг.9 - вид с торца приспособления для ввинчивания и вывинчивания (крепежной детали), иллюстрируемого на фиг.7, по стрелкам на линии 9-9, показанной на фиг.7. Квадрат, показанный пунктирной линией, наложен на паз для того, чтобы проиллюстрировать сравнение "модифицированного многоугольного" паза, соответствующего настоящему изобретению, с геометрическим квадратом.
Фиг.10 - вертикальный вид сбоку фасонного инструмента, пуансона или корпуса, используемого для образования паза в головке (крепежной детали), соответствующей настоящему изобретению.
Фиг.11 - вид с торца фасонного инструмента, иллюстрируемого на фиг.10, по стрелкам на линии 11-11. Квадрат, показанный пунктирной линией, наложен на паз крепежной детали по тем же соображениям, которые указаны выше. Часть вида показана в поперечном сечении, где фасонный инструмент пересекается с линией 11-11.
Фиг.12 - вертикальный вид сбоку варианта осуществления фасонного инструмента, аналогичного фасонному инструменту, иллюстрируемому на фиг.10, с частями, показанными в разрезе для более убедительной иллюстрации, конструкции конца фасонного инструмента.
Фиг.13 - вид с торца фасонного инструмента, иллюстрируемого на фиг.12, по стрелкам на линии 13-13. Квадрат, показанный пунктирной линией, наложен на паз крепежной детали по тем же соображениям, которые указаны выше.
Фиг.14 - разрез, иллюстрирующий, как фасонный инструмент, показанный на фиг.12, используют с другой технологической оснасткой (показанной в разрезе) для образования паза, соответствующего настоящему изобретению, в примере крепежной детали.
Фиг.15 - вид сбоку другого типа крепежной детали, образованной с головкой, иллюстрирующий наружный профиль, соответствующий настоящему изобретению. Для иллюстрации конфигурации головки крепежной детали части головки показаны в разрезе.
Фиг.16 - вид с торца крепежной детали, иллюстрируемой на фиг.15, по стрелкам на линии 16-16, показанной на фиг.15.
Фиг.17 - вид сбоку гайки, имеющей наружную конфигурацию поверхности, передающей крутящий момент, соответствующую настоящему изобретению. Часть гайки показана в разрезе для пояснения настоящего изобретения.
Фиг.18 - поперечное сечение гайки, иллюстрируемой на фиг.17, сделанное по стрелкам на линии 18-18, показанной на фиг.17.
Фиг.19 - вертикальный вид сбоку (с пространственным разделением деталей) другого случая применения настоящего изобретения, иллюстрирующий крепежную деталь, имеющую головку с наружной конфигурацией, соответствующей настоящему изобретению, ввинчиваемую или вывинчиваемую посредством переходной втулки, образованной с внутренним пазом, соответствующим настоящему изобретению, причем другой ее конец образован с пазом, имеющим конфигурацию, соответствующую настоящему изобретению, и верхний элемент, иллюстрирующий приспособление (для ввинчивания и вывинчивания крепежной детали), предназначенное для введения в верхний паз переходной втулки.
Фиг.20 - вид сверху переходной втулки, иллюстрируемой на фиг.19, по стрелкам на линии 20-20, показанной на фиг.19.
Фиг.21 - поперечное сечение, сделанное по линии 21-21, показанной на фиг.19.
Фиг.22 - вид сверху крепежной детали, имеющей паз, иллюстрирующий модифицированную конфигурацию, соответствующую настоящему изобретению.
Фиг.22А - поперечное сечение, сделанное по линиям 22А-22А в четырех разных местах, показанным на фиг.22.
Фиг.22В - поперечное сечение, сделанное по линиям 22В-22В в трех разных местах, показанным на фиг.22.
Фиг.23 - вид сверху крепежной детали, имеющей паз, иллюстрирующий другую модифицированную конфигурацию, соответствующую настоящему изобретению.
Фиг.23А - поперечное сечение, сделанное по линиям 23А-23А в двух разных местах, показанным на фиг.23.
Фиг.23В - поперечное сечение, сделанное по линиям 23В-23В в двух разных местах, показанным на фиг.23.
Фиг.24 - вид сверху крепежной детали, имеющей паз, иллюстрирующий еще одну модифицированную конфигурацию, соответствующую настоящему изобретению.
Фиг.24А - поперечное сечение, сделанное по линиям 24А-24А в пяти разных местах, показанным на фиг.24.
Фиг.24В - поперечное сечение, сделанное по линиям 24В-24В в трех разных местах, показанным на фиг.24.
Фиг.25 - вид сверху крепежной детали, имеющей паз, иллюстрирующий дополнительную модифицированную конфигурацию, соответствующую настоящему изобретению.
Фиг.25А - поперечное сечение, сделанное по линиям 25А-25А в двух разных местах, показанным на фиг.25.
Фиг.25В - поперечное сечение, сделанное по линиям 25В-25В в трех разных местах, показанным на фиг.25.
Фиг.26 - вид сверху крепежной детали, имеющей паз, иллюстрирующий еще одну дополнительную модифицированную конфигурацию, соответствующую настоящему изобретению.
Фиг.26А - поперечное сечение, сделанное по линиям 26А-26А, показанным на фиг.26.
Фиг.26В - поперечное сечение, сделанное по линиям 26В-26В, показанным на фиг.26.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
В этом описании термин "приспособление для ввинчивания и вывинчивания" должен в общем означать механическое приспособление (для ввинчивания и вывинчивания) твердо установленного типа, применяемое на сборочных линиях, электрическое приспособление, применяемое квалифицированными рабочими, или приспособление портативного типа с батарейным электропитанием, применяемое как профессионалами, так и любителями. Приспособление для ввинчивания и вывинчивания может также представлять собой ручной инструмент. Приспособление для ввинчивания и вывинчивания может быть использовано для ввинчивания и вывинчивания винтов или болтов с пазами или выступающими конфигурациями.
Фасонный инструмент в соответствии с этим описанием представляет собой пуансон, применяемый для получения паза в крепежной детали или в приспособлении для ввинчивания и вывинчивания. Пример фасонного инструмента иллюстрируется на фиг.10.
Предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения иллюстрируется на фиг.1-11 и настоящее изобретение будет описано главным образом со ссылкой на эти чертежи.
Что касается крепежной детали и приспособления для ввинчивания и вывинчивания (крепежной детали), на приведенных чертежах иллюстрируется конкретное применение настоящего изобретения, в котором крепежная деталь предусмотрена с пазом или с гнездом, имеющим внутреннюю конфигурацию в соответствии с принципами настоящего изобретения, тогда как компоненты с комплементарной наружной конфигурацией выполнены в виде приспособления для ввинчивания и вывинчивания. Специалисту, квалифицированному в этой области техники, будет вполне очевидно, что эта ситуация может быть обратной в том отношении, что крепежная деталь может иметь наружную конфигурацию, соответствующую настоящему изобретению, тогда как приспособление для ввинчивания и вывинчивания может иметь переходную втулку, имеющую комплементарную внутреннюю конфигурацию.
На фиг.1 и 2 иллюстрируется крепежная деталь и приспособление для ввинчивания и вывинчивания (крепежной детали) в соответствии с концепциями настоящего изобретения. Крепежная деталь или корпус указана общим ссылочным номером 1 и имеет удлиненный стержень 2, имеющий резьбу 3, образованную на нем, и ось 4. Конец 5 крепежной детали 1 предусмотрен с увеличенной или головной частью 6, имеющей паз или гнездо 7 для ввинчивания и вывинчивания (крепежной детали), образованное в ней. Иллюстрируется также приспособление для ввинчивания и вывинчивания или корпус 1', который имеет концевую часть 8', имеющую комплементарную пазу 7 конфигурацию и, таким образом, вступающую с ним в контактное взаимодействие в нем так, чтобы приспособление 1' для ввинчивания и вывинчивания крепежной детали могло сообщать крепежной детали 1 крутящий момент.
На фиг.10 иллюстрируется фасонный инструмент, пуансон или корпус 1'', имеющий концевую часть 10'' и конец 5'', предназначенные для образования паза 7 в крепежной детали 1.
Как следует из описания, приводимого ниже, для уменьшения числа обозначений и упрощения изложения материала, были выбраны следующие условности. Для аналогичных элементов, относящихся к крепежной детали, приспособлению для ввинчивания и вывинчивания крепежной детали и к фасонному инструменту, были выбраны идентичные ссылочные номера, но отличающиеся символом ('), прибавляемым к ссылочному номеру, относящемуся к приспособлению для ввинчивания и вывинчивания крепежной детали, и символом (''), прибавляемым к ссылочному номеру, относящемуся к фасонному инструменту. Этот принцип соблюдается на фиг.1-11.
Крепежная деталь имеет корпус 1, 1' или 1'' с осью 4, 4' или 4''; имеющий многоугольное поперечное сечение 11, 11' или 11'', ограниченное стенкой 12, 12' или 12'' периметра; многоугольную центральную часть 13, 13' и 13'', расположенную в пределах стенки 12, 12' и 12'' периметра и имеющую поперечное сечение с площадью, меньшей, чем площадь многоугольного поперечного сечения 11, 11' или 11''; стенку 141, 142, 143, 144, 14' и 14'', передающую крутящий момент и образующую часть стенки 12, 12' или 12'' периметра, проходящую на плоскости от ближнего конца 15, 15' или 15'' в направлении наружу от многоугольной центральной части 13, 13' или 13'' к дальнему концу 16, 16' или 16''; первую наружную стенку 17, 17' или 17'', образующую другую часть стенки 12, 12' или 12'' периметра и расположенную под углом 19, 19' или 19'' к стенке 141, 142, 143, 144, 14' и 14'', передающей крутящий момент, и имеющую дальний конец 20, 20' или 20'', заканчивающийся на стенке 12, 12' или 12'' периметра, и ближний конец 18, 18' или 18'', соединяющийся с дальним концом 16, 16' или 16'' стенки 141, 142, 143, 144, 14' и 14'', передающей крутящий момент. Каждая из стенок крепежной детали, передающих крутящий момент, указана соответствующим ссылочным номером. В интересах краткости изложения только одна из стенок, передающих крутящий момент, для приспособления 1' для ввинчивания и вывинчивания крепежной детали была указана ссылочным номером 14'. Таким же образом, только одна из стенок, передающих крутящий момент, для фасонного инструмента 1'' была указана ссылочным номером 14''. Должно быть очевидным, что предпочтительно, чтобы приспособление 1' для ввинчивания и вывинчивания крепежной детали имело такое же число стенок, передающих крутящий момент, что и крепежная деталь 1. Безусловно также и то, что фасонный инструмент 1'' имеет такое же число стенок, передающих крутящий момент, что и крепежная деталь 1.
Предшествующий параграф может быть наилучшим образом понят благодаря ссылке на одну конфигурацию крепежной детали, а именно винта, которая иллюстрируется на фиг.1-3. Описание предшествующего параграфа также относится к одной конфигурации приспособления для ввинчивания и вывинчивания крепежной детали, а именно рабочей части приспособления для ввинчивания и вывинчивания винта (не показано). Описание не повторяется, поскольку аналогичные элементы приспособления для ввинчивания и вывинчивания крепежной детали, иллюстрируемые на фиг.1 и 2, указаны одинаковыми ссылочными номерами за исключением того, что соответствующие позиции указаны с символом ('). Описание предшествующего параграфа относится также к одной конфигурации фасонного инструмента, а именно пуансона, для образования паза в крепежном винте. Описание не повторяется, поскольку аналогичные элементы пуансона, иллюстрируемые на фиг.10 и 11, указаны одинаковыми ссылочными номерами за исключением того, что соответствующие позиции указаны с символом ('').
Многоугольная центральная часть крепежной детали 1, показанная в общем пунктирной линией и указанная ссылочным номером 13, может быть составлена из любого числа прямых линий, например, линий 131, показанных на фиг.3, и линий 13'1, показанных на фиг.4, разной длины, но предпочтительно многоугольная центральная часть 13 представляет собой симметричную конфигурацию. Такая конфигурация может быть треугольником, пятиугольником, шестиугольником или конфигурацией, образованной из большего числа прямых линий, но предпочтительная конфигурация представляет собой квадрат для крепежной детали 1, для приспособления 1' для ввинчивания и вывинчивания крепежной детали и для фасонного инструмента 1''.
Термин "стенка, передающая крутящий момент" указана ссылочным номером 141, 142, 143, 144 для крепежной детали; ссылочным номером 14' - для приспособления для ввинчивания и вывинчивания крепежной детали; и ссылочным номером 14'' - для фасонного инструмента, причем в этом случае применения этот термин используется для того, чтобы показать, что основная стенка используется для передачи или приема крутящего момента. Для фасонного инструмента стенка 14'', передающая крутящий момент, показывает стенку, соответствующую основному крутящему моменту, принимаемому стенкой крепежной детали. Местоположение стенки, передающей крутящий момент, определяет эффективность системы передачи крутящего момента крепежной детали. Хотя почти все положения стенки, передающей крутящий момент, будут передавать некоторый крутящий момент, крутящий момент оптимизируется, если стенка 141, 142, 143, 144, 14' и 14'', передающая крутящий момент, находится на плоскости, как правило, на радиальной оси 221 или 222, 221' или 222' и 221'' или 222'' оси 4 крепежной детали, причем ссылочный номер 4' относится к приспособлению для ввинчивания и вывинчивания крепежной детали, а ссылочный номер 4'' относится к фасонному инструменту соответственно. Эта максимальная сила иллюстрируется на фиг.3, где стрелка 9 представляет величину и направление силы, прикладываемой приспособлением для ввинчивания и вывинчивания (не показано) к стенке 143, передающей крутящий момент. Идентичная сила 9 действует также на стенки 141, 142 и 144, передающие крутящий момент.
Стенка 12, 12' или 12'' периметра устройства, соответствующего настоящему изобретению, не ограничивается каким-либо определенным числом сторон. Стенка 12, 12' или 12'' периметра предпочтительно имеет множество стенок 141, 142, 143, 144, 14' и 14'', передающих крутящий момент, которые предпочтительно находятся на радиальной аксиальной плоскости 22, 22' или 22'', как указано выше. Может быть любое число стенок от одной до шести или более, но, как было установлено, четыре стенки 141, 142, 143, 144, 14' и 14'', передающие крутящий момент, дают удовлетворительные результаты. Предпочтительно, чтобы имелась по меньшей мере одна первая наружная стенка 17, 17' или 17'' для каждой стенки 141, 142, 143, 144, 14' и 14'', передающей крутящий момент, причем каждый ближний конец 15, 15' или 15'' соответственно соединялся с дальними концами 16, 16' или 16'' соответствующих стенок 141, 142, 143, 144, 14' и 14'', передающих крутящий момент.Предпочтительно, чтобы было предусмотрено множество вторых наружных стенок 23, 23' или 23'', имеющих ближние концы 24, 24' или 24'', соответственно соединенные с каждым из дальних концов 20, 20' или 20'' первых наружных стенок 17, 17' или 17'', и имеющих дальние концы 25, 25' или 25'', соответственно соединенные с ближними концами 15, 15' или 15'' каждой из последующих стенок 141, 142, 143, 144, 14' и 14'', передающих крутящий момент.
Было установлено, как показано на чертежах, что стенка 12, 12' или 12'' периметра, образованная из четырех стенок 141, 142, 143, 144, 14' и 14'', передающих крутящий момент, и четырех первых наружных стенок 17, 17' или 17'', дает превосходные результаты.
Характерным преимуществом представленной конфигурации стенок 12 периметра является то, что система, передающая крутящий момент, соответствующая настоящему изобретению, имеет превосходное сопротивление смятию. Это явление описано в патенте США Re 24878, выданном И. А. Смиту на головку типа головки Филипс, имеющую специальные канавки. Нет необходимости в дополнительных объяснениях, принимая во внимание объяснение, описанное в работе Re 24878. Достаточно сказать, что противоположно направленные пары стенок 141, 142, 143, 144, 14' и 14'', передающих крутящий момент, и первых наружных стенок 17 находятся на одной стороне друг против друга и имеют такую конфигурацию, чтобы приспособление 1' для ввинчивания и вывинчивания крепежной детали блокировалось в пазу 7 от какого-либо относительного перемещения за исключением извлечения по существу в аксиальном направлении. В соответствии с настоящим изобретением смятие может быть предотвращено просто путем задания ассиметричной геометрической конфигурации стенки 12 периметра.
Другим элементом настоящего изобретения является способность винта сцепляться с приспособлением для его ввинчивания или вывинчивания без намагничивания приспособления или винта. Этот элемент достигнут благодаря наклону по меньшей мере части стенки 12 периметра паза 7 крепежной детали 1 в направлении внутрь в строгом соответствии с наклоном стенки 12' периметра приспособления 1' для ввинчивания и вывинчивания крепежной детали.
Заявитель не утверждает того, что он изобрел "сцепление вследствие плотного прилегания", поскольку явление сцепления вследствие плотного прилегания хорошо известно на предшествующем уровне техники. Однако заявитель предлагает конфигурацию паза крепежной детали, которая обеспечивает большее сцепление вследствие плотного прилегания, чем было достигнуто ранее. Кроме того, заявитель предложил новую конфигурацию крепежной детали, которая позволяет получить большее сцепление вследствие плотного прилегания в течение большего числа циклов применения приспособлений для ввинчивания и вывинчивания винтов, чем когда-либо ранее. В системах, соответствующих предшествующему уровню техники, когда приспособление для ввинчивания и вывинчивания использовали вновь и вновь для ввинчивания и вывинчивания сотен крепежных деталей, поверхности приспособления для ввинчивания и вывинчивания, используемые для достижения сцепления вследствие плотного прилегания, изнашиваются и узкий допуск регистрации, требуемый для достижения сцепления вследствие плотного прилегания, постепенно перестает существовать. Способность устройства, соответствующего настоящему изобретению, достигать сцепления вследствие плотного прилегания в течение более длительного времени, имеет место вследствие уникальной конфигурации стенки 12 периметра, которая имеет по меньшей мере одну стенку, которая имеет более высокую площадь поверхности, чем площадь поверхности стенки, передающей крутящий момент, которая не используется как основная стенка, передающая крутящий момент. Заявитель безусловно обеспечивает получение приспособления 1' для ввинчивания и вывинчивания, которое также имеет по меньшей мере одну стенку, которая имеет площадь поверхности, которая больше, чем площадь поверхности стенки, передающей крутящий момент, которая находится в тесной регистрации с аналогичной стенкой в пазу крепежной детали.
Для иллюстрации вышесказанного сравним, например, конфигурацию паза крепежной детали, описанную в патенте США №5509334, с хорошо известным винтом, выпускаемым на промышленной основе, защищенным патентом США №5279190. Единственное отличие между двумя патентами заключается во введении крошечных стенок, обеспечивающих сцепление вследствие плотного прилегания, в патенте США №5509334, путем простого видоизменения стенки периметра, описанной в патенте США №5279190. Небольшое видоизменение привело к сцеплению вследствие плотного прилегания, которое само является основным улучшением устройства, описанного в патенте США №5279190.
Однако отличие устройства, описанного в патенте США №5509334, и устройства, соответствующего настоящему изобретению, заключается в том, что настоящее изобретение может обеспечить стенку сцепления вследствие плотного прилегания, имеющую намного большую площадь, чем стенки сцепления вследствие плотного прилегания, соответствующие патенту США №5509334. Кроме того, конфигурация, соответствующая настоящему изобретению, такова, что стенка сцепления вследствие плотного прилегания, может быть стенкой, которая не используется как основная стенка, передающая крутящий момент, и таким образом не изнашивается так быстро как стенка, передающая крутящий момент. Стенка сцепления вследствие плотного прилегания может иметь существенно большую площадь, чем основная стенка, передающая крутящий момент. Наконец, заявитель обнаружил, что приспособление для ввинчивания и вывинчивания может быть введено в паз винта, и винт сцепится с приспособлением для ввинчивания и вывинчивания даже при очень небольшом усилии, прикладываемом к винту приспособлением для ввинчивания и вывинчивания, и отсутствии контактного взаимодействия кончика винта с заготовкой, в которую его ввинчивают. Например, если винт должен быть ввинчен в поверхность, заглубленную ниже рабочей поверхности, то приспособление для ввинчивания и вывинчивания будет сцепляться с пазом в винте, который удерживается пластиковой лентой в устройстве автоматической подачи. Винт сцепится с приспособлением для ввинчивания и вывинчивания только под действием усилия, необходимого для побуждения винта освободиться из стандартной ленты подачи винтов. Винт сцепится с приспособлением для ввинчивания и вывинчивания даже при вращении с высокой скоростью и даже при необходимости переноса винта на некоторое расстояние прежде, чем он достигнет заготовки. Для достижения столь большого сцепления вследствие плотного прилегания при таком низком давлении контактного взаимодействия винта и приспособления для ввинчивания и вывинчивания не известна какая-либо другая комбинация винта и приспособления для ввинчивания и вывинчивания.
Предпочтительно, чтобы для простоты введения приспособления для ввинчивания и вывинчивания в паз крепежной детали многоугольная центральная часть 13, 13' или 13'' была образована с симметричной конфигурацией.
Как показано на чертежах, многоугольная центральная часть 13, 13' или 13'' представляет собой квадрат. Квадратная конфигурация позволяет крепежным деталям, образованным с конфигурацией паза, соответствующей настоящему изобретению, быть установленными с помощью приспособлений для ввинчивания и вывинчивания, имеющих стандартную квадратную конфигурацию. Хотя это и не самый желательный способ установки крепежных деталей, соответствующих настоящему изобретению, но это позволяет рабочему использовать квадратное приспособление для ввинчивания и вывинчивания, если он случайно не имеет приспособления для ввинчивания и вывинчивания, имеющего конфигурацию, соответствующую настоящему изобретению.
Как иллюстрируется на фиг.3, предпочтительно, чтобы стенка 141, 142, 143, 144, передающая крутящий момент, крепежной детали была расположена на плоскости, как правило, на радиальной оси 221 корпуса 1 крепежной детали. Такая конфигурация гарантирует то, что стенке 141, 142, 143, 144, передающей крутящий момент крепежной детали через стенку 14', передающую крутящий момент, будет передан максимальный крутящий момент приспособления 1' для ввинчивания и вывинчивания.
Хотя система, передающая крутящий момент, соответствующая настоящему изобретению, будет способна работать только с одной стенкой, передающей крутящий момент, очевидно, что две или более стенки, передающие крутящий момент, обеспечивают передачу большего крутящего момента. Как показано, например, на фиг.3, стенка 12 периметра имеет множество стенок 141, 142, 143, 144, передающих крутящий момент, а именно четыре, причем каждая расположена на радиальной аксиальной плоскости, например, на радиальных осях 221 и 222. Аналогично этому предпочтительно, чтобы была стенка 12 периметра, имеющая множество первых наружных стенок 17, каждым ближним концом 18 соединяющихся с дальними концами 16 множества стенок 141, 142, 143, 144, передающих крутящий момент, и множество вторых наружных стенок 23, имеющих ближние концы 24, соответственно соединенные с каждым из дальних концов 20 первых наружных стенок 17, и имеющих дальние концы 25, соответственно соединенные с ближними концами 18 каждой из последовательных стенок 141, 142, 143, 144, передающих крутящий момент. Каждая из стенок 141, 142, 143, 144, передающих крутящий момент, обозначена на приведенных чертежах, однако в интересах краткости указан только один набор стенок на стенке 12 периметра. Аналогичным образом на фиг.4 и фиг.11 указан только один набор стенок в приспособлении для ввинчивания и вывинчивания и фасонном инструменте.
Как иллюстрируется на фиг.1-11, все виды устройств, соответствующих настоящему изобретению, имеют стенки 12, 12' или 12'' периметра, которые ассиметричны. Для сравнения, паз крепежной детали, описанный в патенте США №5207132, имеет стенку, образующую внутреннюю конфигурацию паза, которая является симметричной. В конфигурации, соответствующей настоящему изобретению, описанной в этой заявке, например, усилия приспособления для ввинчивания и вывинчивания, прикладываемые к пазу крепежной детали, значительно отличаются в направлениях движения по часовой стрелке и против часовой стрелки, тогда как усилия, описываемые в патенте США №5207132, прикладываемые приспособлением для ввинчивания и вывинчивания к пазу крепежной детали, идентичны независимо от того, в каком направлении они прикладываются, в направлении движения по часовой стрелке или в направлении движения против часовой стрелки.
Как иллюстрируется на фиг.1-11, можно видеть, что по меньшей мере часть стенок 12 периметра в пазу крепежной детали наклонена внутрь в аксиальном направлении в тесной регистрации с согласующейся аналогично наклонной стенкой 12' на периметре приспособления для ввинчивания и вывинчивания. Как иллюстрируется на фиг.3, предпочтительно, чтобы стенки 141, 142, 143, 144, передающие крутящий момент, не были наклонны, тогда как первые наружные стенки 17 и вторые наружные стенки 23 наклонны. Возможно, чтобы число стенок, которые наклонны, могло быть сокращено в зависимости от величины сцепления вследствие плотного прилегания, которая требуется для конкретного случая применения. Как показано на фиг.4В, такой наклон может составлять, например, 3 градуса.
Предпочтительно, чтобы часть стенок 12 периметра крепежной детали, которые наклонены, были другими стенками, чем стенки 14' приспособления для ввинчивания и вывинчивания, передающие крутящий момент. Это увеличивает площадь стенок 14' приспособления для ввинчивания и вывинчивания, передающих крутящий момент, которые прикладывают крутящее усилие.
Для максимизации сцепления вследствие плотного прилегания, число и площади стенок 12 периметра должны быть увеличены. Заявитель обнаружил, что во многих случаях применения, для обеспечения достаточного "сцепления вследствие плотного прилегания" и для обеспечения достаточной площади стенки для приложения крутящего момента, все части стенки 12 и 12' периметра наклонены за исключением стенок 141, 142, 143, 144, передающих крутящий момент, которые находятся на плоскости, перпендикулярной оси крепежной детали.
По существу непередающие крутящий момент части стенок периметра крепежной детали и установленного приспособления для ввинчивания и вывинчивания имеют площадь, которая существенно больше, чем площадь стенок, передающих крутящий момент, крепежной детали и установленного приспособления для ввинчивания и вывинчивания. Как описано со ссылкой на фиг.3, например, площади комбинированных первых наружных стенок 17 и вторых наружных стенок 23 больше, чем площадь стенок 141, 142, 143, 144, передающих крутящий момент. Поскольку наклонные стенки 17 и 23, которые вызывают сцепление вследствие плотного прилегания не используются по существу для передачи крутящего момента, на этих стенках имеет место очень небольшой износ, таким образом сцепление вследствие плотного прилегания может сохраниться в течение многократного применения инструмента для ввинчивания и вывинчивания крепежных деталей.
На фиг.15 и 16 иллюстрируется крепежный болт 26, образованный с резьбой 27, фланцем 28 головки и головкой 29, передающей крутящий момент, имеющей стенку 112 периметра с наружной конфигурацией, идентичной внутренней конфигурации паза, иллюстрируемого на фиг.3.
Крепежный болт 26 для изготовления на промышленной основе, предназначенный для применения в системе, передающей крутящий момент, имеет корпус 101 с осью 104, причем корпус 101 имеет многоугольное поперечное сечение 111, ограниченное стенкой 112 периметра; многоугольную центральную часть 113, расположенную в пределах стенки 112 периметра и имеющую поперечное сечение с площадью, меньшей, чем площадь многоугольного поперечного сечения 111; стенку 114, передающую крутящий момент, образующую часть стенки 112 периметра, проходящую на плоскости от ближнего конца 115 в направлении наружу от многоугольной центральной части 113 к дальнему концу 116; первую наружную стенку 117, образующую другую часть стенки 112 периметра и расположенную под углом 119 к стенке 114, передающей крутящий момент, и имеющую дальний конец 120, заканчивающийся на стенке 112 периметра, и ближний конец 118, соединяющийся с дальним концом 116 стенки 114, передающей крутящий момент.
На фиг.17 и 18 иллюстрируется крепежная гайка 36, образованная с внутренней резьбой 37, фланцем 38 головки и головкой 39, передающей крутящий момент, имеющей стенку 212 периметра, с наружной конфигурацией, идентичной внутренней конфигурации паза, иллюстрируемого на фиг.3, и наружной конфигурации головки 29, передающей крутящий момент, показанной на фиг.15.
Крепежная гайка 36 для изготовления на промышленной основе, предназначенная для применения в системе, передающей крутящий момент, имеет корпус 201 с осью 204, имеющий многоугольное поперечное сечение 211, ограниченное стенкой 212 периметра; многоугольную центральную часть 213, расположенную в пределах стенки 212 периметра, имеющую поперечное сечение с площадью, меньшей, чем площадь многоугольного поперечного сечения 211; стенку 214, передающую крутящий момент, образующую часть стенки 212 периметра, проходящую на плоскости от ближнего конца 215 в направлении наружу от многоугольной центральной части 213 к дальнему концу 216; первую наружную стенку 217, образующую другую часть стенки 212 периметра и расположенную под углом 219 к стенке 214, передающей крутящий момент, имеющую дальний конец 220, заканчивающийся на стенке 212 периметра, и ближний конец 218, соединяющийся с дальним концом 216 стенки 214, передающей крутящий момент. Должно быть очевидным, что фланец 38 не существенен для настоящего изобретения, а показан только с целью иллюстрации. Головка 39, передающая крутящий момент, может быть прямолинейной, как у большинства гаек, передающих крутящий момент, имеющих внутреннюю резьбу.
Стенки 112 и 212 периметра, иллюстрируемые на фиг.15-18, соответствующие настоящему изобретению, не ограничены каким-либо определенным числом сторон. Предпочтительно, чтобы стенки 112 и 212 периметра имели множество стенок 114 и 214, передающих крутящий момент, которые находятся предпочтительно на радиальной аксиальной плоскости 122 и 222, как было описано выше. Их может быть любое число от одной до шести или более, но было обнаружено, что четыре стенки 114 или 214, передающие крутящий момент, дают удовлетворительные результаты. Предпочтительно, чтобы было предусмотрено множество вторых наружных стенок 123 или 223, имеющих ближние концы 124 или 224, соответственно соединенные с каждым из дальних концов 120 или 125 первых наружных стенок 117 или 217, и имеющих дальние концы 125 или 225, соответственно соединенные с ближними концами 115 или 215 каждой из последовательных стенок 114 или 214, передающих крутящий момент.
На фиг.19-21 иллюстрируется крепежная деталь для сопряжения с приспособлением 301' (для ввинчивания и вывинчивания) на одном конце и для сопряжения на другом конце с крепежным болтом 26, имеющим головку 29, передающую крутящий момент, с наружной конфигурацией, причем крепежная деталь представляет собой соединительную переходную втулку 41, имеющую пару противоположно расположенных пазов 307 и 307', при этом один из пазов 307 сопрягается с приспособлением 301' для ввинчивания и вывинчивания, а другой паз 307' сопрягается с головкой 29, передающей крутящий момент, крепежного болта 26.
Сопрягающая переходная втулка 41 имеет корпуса 301 и 301' с осью 304, причем каждый корпус 301 и 301' имеет многоугольное поперечное сечение 311 и 311', соответственно ограниченное стенкой 312 и 312' периметра; многоугольную центральную часть 313 и 313', расположенную в пределах соответствующих стенок 312 и 312' периметра и имеющую поперечное сечение с площадью, меньшей, чем площадь соответствующих многоугольных поперечных сечений 311 и 311'; стенки 314 и 314', передающие крутящий момент, образующие часть соответствующих стенок 312 и 312' периметра, проходящие на плоскости от ближнего конца 315 и 315' в направлении наружу от многоугольной центральной части 313 и 313' к дальним концам 316 и 316'; и первые наружные стенки 317 и 317', образующие другую часть стенок 312 и 312' периметра и имеющие ближние концы 318 и 318', соединяющиеся с дальними концами 316 и 316' соответствующих стенок 314 и 314', передающих крутящий момент, под углами 319 и 319', и имеющие дальние концы 320 и 320', заканчивающиеся на стенках 312 и 312' периметра.
Как следует из фиг.19-21, стенки 312 и 312' периметра, соответствующие настоящему изобретению, не ограничены каким-либо определенным числом сторон. Предпочтительно, чтобы стенки 312 и 312' периметра имели множество стенок 314 и 314', передающих крутящий момент, которые предпочтительно находятся на радиальной аксиальной плоскости 322 и 322', как было описано ранее. Их может быть любое число от одной до шести или более, однако было обнаружено, что четыре стенки 314 или 314', передающие крутящий момент, дают удовлетворительные результаты. Предпочтительно, чтобы было предусмотрено множество вторых наружных стенок 323 или 323', имеющих ближние концы 324 и 324', соответственно соединенные с каждым из дальних концов 320 и 320' первых наружных стенок 317 и 317', и имеющих дальние концы 325 и 325', соответственно соединенные с ближними концами 315 и 315' каждой из последовательных стенок 314 и 314', передающих крутящий момент.
На фиг.22, 22А и 22В иллюстрируется первая из пяти модифицированных конфигураций описанного ранее изобретения. Хотя геометрия, соответствующая настоящему изобретению, изменена, сущность изобретения остается прежней. Все пять модифицированных конфигураций, соответствующих настоящему изобретению, основаны на одном притязании, но с некоторыми отличиями, которые будут описаны ниже. Поскольку сущность настоящего изобретения остается той же, заявитель для краткости описал только одну крепежную деталь. Приспособление для ввинчивания и вывинчивания и соответствующий фасонный инструмент для пяти модифицированных конфигураций не иллюстрируется, поскольку они соответствуют крепежной детали, как было описано выше со ссылкой на предпочтительный вариант осуществления. Другими словами, во всех иллюстрируемых модифицированных конфигурациях приспособление для ввинчивания и вывинчивания предназначено для установки в паз в крепежной детали, а фасонный инструмент или пуансон, как его часто называют, предназначен для образования паза в крепежной детали.
Как следует из фиг.22, 22А и 22В, крепежная деталь имеет корпус 401 с осью 404; имеющий многоугольное поперечное сечение 411, ограниченное стенкой 412 периметра; многоугольную центральную часть 413, расположенную в пределах стенки 412 периметра и имеющую поперечное сечение с площадью, меньшей, чем площадь многоугольного поперечного сечения 411; стенки 4141, 4142, 4143 и 4144, передающие крутящий момент, образующие часть стенки 412 периметра, проходящие на плоскости от ближнего конца 415 в направлении наружу от многоугольной центральной части 413 к дальнему концу 416; первую наружную стенку 417, образующую другую часть стенки 412 периметра и расположенную под углом 419 к стенкам 4141, 4142, 4143 и 4144, передающим крутящий момент, и имеющую дальние концы 420, заканчивающиеся на стенках 412 периметра, и имеющую ближние концы 418, соединяющиеся с дальними концами 416 стенок 4141, 4142, 4143 и 4144, передающих крутящий момент.
Уникальность конструкции, иллюстрируемой на фиг.22, заключается в том, что дальние концы 416 стенок 4141, 4142, 4143 и 4144, передающих крутящий момент, и дальние концы 420 первых наружных стенок 417 лежат на общей большой окружности 421, ось 4041 которой совпадает с осью 404 корпуса 401; а стенки 4141, 4142, 4143 и 4144, передающие крутящий момент, по существу параллельны оси 4221 или оси 4222, разделяя пополам смежные стенки многоугольной центральной секции 413. Таким образом, как показано на фиг.22, стенка 4141, передающая крутящий момент, параллельна аксиальной плоскости 4221, делящей пополам линию 4131 периметра; стенка 4142, передающая крутящий момент, параллельна аксиальной плоскости 4222, делящей пополам линию 4132 периметра; стенка 4143, передающая крутящий момент, параллельна аксиальной плоскости 4221, делящей пополам линию 4133 периметра; стенка 4144, передающая крутящий момент, параллельна аксиальной плоскости 4222, делящей пополам линию 4134 периметра. Вышеописанная конструкция максимизирует крутящий момент, прикладываемый посредством приспособления для ввинчивания и вывинчивания к винту, поскольку стенка, передающая крутящий момент, находится дальше от центра вращения, чем в описанных прежде крепежных деталях.
Стрелка 426 показывает составляющую силы, прикладываемой приспособлением для ввинчивания и вывинчивания (не показано) в радиальном направлении наружу вдоль радиальной аксиальной плоскости 429 к боковой поверхности паза 407 крепежной детали и которая пересекает пересечение стенок 4141, 4142, 4143 и 4144, передающих крутящий момент, и первую наружную стенку 417, но которая не приводит в результате к какой-либо силе вращения, передаваемой крепежной детали. Стрелка 427 показывает результирующую силу, а стрелка 428 представляет величину силы вращения, прикладываемой приспособлением для ввинчивания и вывинчивания (не показано) к корпусу 401 крепежной детали.
Другой конструктивный элемент крепежной детали, иллюстрируемой на фиг.22, представляет собой то, что паз образован множеством вторых наружных стенок 423, имеющих ближние концы 424, соответственно соединенные с каждым из дальних концов 420 первых наружных стенок 417, и имеющих дальние концы 425, соответственно соединенные с ближними концами 415 каждой из стенок 4141, 4142, 4143 и 4144, передающих крутящий момент, и первая наружная стенка 417 существенно длиннее второй наружной стенки 423. Такая конфигурация максимизирует количество материала в приспособлении для ввинчивания и вывинчивания (не показано). Таким образом, приспособление для ввинчивания и вывинчивания будет иметь материал, находящийся в пределах области, ограниченной линиями образующими стенку 4141, передающую крутящий момент, пунктирной линией 4131, образующей одну сторону многоугольной центральной части 413, и первой наружной стенкой 417.
Фиг.22А иллюстрирует, что стенки, передающие крутящий момент, например, стенка 4141, передающая крутящий момент, параллельны оси 404 корпуса крепежной детали, а фиг.22В иллюстрирует, что первые наружные стенки 417 и вторые наружные стенки 423 на стенке 412 периметра наклонены под углом приблизительно 3 градуса, так что корпус 401 крепежной детали "сцепится" с приспособлением для ввинчивания и вывинчивания (не показано) без необходимости намаг ничивания приспособления для ввинчивания и вывинчивания.
Стрелки 430, 431 и 432 представляют составляющие усилия, прикладываемого в данной точке к первой наружной стенке 417 и относительно осевой линии 433. Стрелка 430 представляет усилие, прикладываемое к краю паза корпуса 401 крепежной детали, которое не оказывает влияние на вращение корпуса 401 крепежной детали. Стрелка 431 представляет результирующую силу, а стрелка 432 представляет силу, прикладываемую приспособлением для ввинчивания и вывинчивания (не показано) к первой наружной стенке 417, приводящую к вращению корпуса 401 крепежной детали. Должно быть также очевидно, что сила 432 (при повороте на 180 градусов) является силой в этой конкретной точке, которая будет прикладываться приспособлением для ввинчивания и вывинчивания (не показано) при вывинчивании корпуса 401 крепежной детали.
Конструкция, иллюстрируемая на фиг.23, идентична конструкции, иллюстрируемой на фиг.22, за исключением того, что стенки 5141, 5142, 5143 и 5144, передающие крутящий момент, лежат вдоль радиальной аксиальной плоскости 534, которая проходит от оси 504 корпуса. Радиальная аксиальная плоскость 534 может быть расположена под различными углами 535 к радиальной аксиальной плоскости 5221, которая делит пополам линию 513 периметра многоугольной центральной части 513, но, как иллюстрируется на фиг.23, угол 535, составляющий 22 градуса, дает удовлетворительные результаты.
В интересах краткости, аналогичные элементы фиг.23 указаны аналогичными ссылочными номерами, что и на фиг.22, за исключением того, что элементы, иллюстрируемые на фиг.22, указаны ссылочными номерами серии "400", а элементы, иллюстрируемые на фиг.23, указаны ссылочными номерами серии "500". По этой причине описание фиг.23, 23А и 23В не повторяется.
Сила вращения, прикладываемая приспособлением для ввинчивания и вывинчивания (не показано) к стенкам 5141, 5142, 5143 и 5144, передающим крутящий момент, представленная стрелкой 509 максимизирована, поскольку она действует в направлении под прямыми углами к радиальной аксиальной плоскости 534.
На фиг.25 иллюстрируется другая конфигурация, соответствующая настоящему изобретению. Конструкция, иллюстрируемая на фиг.25, аналогична конструкции, иллюстрируемой на фиг.3, и в интересах краткости описание подобных элементов не будет повторено. Аналогичные элементы, иллюстрируемые на фиг.25, будут указаны аналогичными ссылочными номерами, что и на фиг.3, за исключением того, что элементы на фиг.25 указаны ссылочными номерами серии "600".
Отличие конструкции, иллюстрируемой на фиг.25, от конструкции, иллюстрируемой на фиг.3, заключается в том, что дальние концы 616 стенок 6141, 6143, 6143 и 6144, передающих крутящий момент, и дальние концы 620 первых стенок 617 лежат на большой окружности 621, ось которой совпадает с осью 604 корпуса 601. Как на фиг.3, стенки 6141, 6142, 6143 и 6144, передающие крутящий момент, находятся на плоскости, как правило, на радиальной оси 6221 или 6222. Это приводит к тому, что стенки 6141, 6142, 6143 и 6144, передающие крутящий момент, имеют большую длину, чем стенки 141, 142, 143 и 144, передающие крутящий момент, показанные на фиг.3, обеспечивая таким образом большую площадь поверхностного контакта между приспособлением для ввинчивания и вывинчивания (не показано) и крепежной деталью для передачи сил вращения крепежной детали.
На фиг.26 иллюстрируется еще одна модифицированная конфигурация, соответствующая настоящему изобретению. Эта модифицированная конфигурация, соответствующая настоящему изобретению, идентична конфигурации, соответствующей настоящему изобретению, иллюстрируемой на фиг.25, за исключением того, что стенки 7141, 7142, 7143 и 7144, передающие крутящий момент, наклонены под углом 5 градусов, как показано на фиг.26. В интересах краткости элементы, аналогичные элементам, показанным на фиг.26, будут указаны аналогичными ссылочными номерами за исключением того, что элементы, показанные на фиг.26, указаны ссылочными номерами серии "700", тогда как элементы, показанные на фиг.25, указаны ссылочными номерами серии "600", и описание не будет повторено. Например, для определения назначения элемента, показанного на фиг.26, следует просто мысленно выделить две последние цифры ссылочного номера и соотнести их с ссылочным номером в описании.
Характерно, что отличие корпуса 701, иллюстрируемого на фиг.26, от корпуса 601, иллюстрируемого на фиг.25, заключается в том, что стенка 7141, передающая крутящий момент, отклонена под углом 7451, составляющим приблизительно 5 градусов в направлении движения по часовой стрелке от радиальной аксиальной плоскости 7221, которая делит пополам линию 7131 периметра многоугольной центральной части 713. Аналогичным образом стенка 7142, передающая крутящий момент, отклонена под углом 7452, составляющим приблизительно 5 градусов в направлении движения по часовой стрелке от радиальной аксиальной плоскости 7222, которая делит пополам линию 7132 периметра многоугольной центральной части 713; стенка 7143, передающая крутящий момент, отклонена под углом 7453, составляющим приблизительно 5 градусов в направлении движения по часовой стрелке от радиальной аксиальной плоскости 7223, которая делит пополам линию 7133 периметра многоугольной центральной части 713; стенка 7144, передающая крутящий момент, отклонена под углом 7454, составляющим приблизительно 5 градусов в направлении движения по часовой стрелке от радиальной аксиальной плоскости 7224, которая делит пополам линию 7134 периметра многоугольной центральной части 713.
На фиг.24, 24А и 24В иллюстрируется другая модифицированная конфигурация, соответствующая настоящему изобретению. Эта модифицированная конфигурация, соответствующая настоящему изобретению, идентична по своей концепции всем другим иллюстрированным конфигурациям, соответствующим настоящему изобретению, и в интересах краткости аналогичные элементы, показанные на фиг.24, будут указаны аналогичными ссылочными номерами за исключением того, что они будут указаны ссылочными номерами серии "800". Описание таких аналогичных элементов не будет повторено. Например, для определения назначения элемента, показанного на фиг.24, следует просто мысленно выделить две последние цифры ссылочного номера и соотнести их с двумя последними цифрами ссылочным номером в предшествующей части описания. Для дополнительной ясности стенка 812 периметра, показанная на фиг.24, аналогична стенке 12 периметра, показанной на фиг.3, аналогична стенке 112 периметра, показанной на фиг.16, аналогична стенке 212 периметра, показанной на фиг.18, аналогична стенке 312 периметра, показанной на фиг.19, аналогична стенке 412 периметра, показанной на фиг.22, аналогична стенке 512 периметра, показанной на фиг.23, аналогична стенке 612 периметра, показанной на фиг.25, и аналогична стенке 712 периметра, показанной на фиг.26.
Конструкция, иллюстрируемая на фиг.24, отличается от других иллюстрированных конфигураций, соответствующих настоящему изобретению, в том отношении, что стенка 812 периметра симметрична относительно оси 8041, обеспечивая по существу одинаковое двунаправленное усилие, передающее крутящий момент.Другими словами, вследствие конфигурации паза крепежного винта и соответствующего приспособления для ввинчивания и вывинчивания, усилие, передаваемое крепежному винту приспособлением для ввинчивания и вывинчивания при ввинчивании крепежной детали, равно усилию при вывинчивании крепежного винта из заготовки.
Еще одним элементом конфигурации, соответствующей настоящему изобретению, иллюстрируемой на фиг.24, является то, что для ввинчивания и вывинчивания крепежной детали, иллюстрируемой на фиг.24, может быть использовано приспособление для ввинчивания и вывинчивания, имеющее стандартную конфигурацию. Этот элемент, имеющий очень большое практическое значение, поясняется многоугольной центральной частью 813, которая образует совершенную квадратную конфигурацию, например, как у стандартного приспособления для ввинчивания и вывинчивания с квадратной формой поперечного сечения рабочей части.
Крепежная деталь, иллюстрируемая на фиг.24 имеет многоугольное поперечное сечение 811, ограниченное стенкой 812 периметра; многоугольную центральную часть 813, расположенную в пределах стенки 812 периметра и имеющую поперечное сечение с площадью, меньшей, чем площадь многоугольного поперечного сечения 811; стенки 8141, 8142, 8143 и 8144, передающие крутящий момент, образующие часть стенки 812 периметра, проходящие на плоскости от ближнего конца 815 в направлении наружу от многоугольной центральной части 813 к дальнему концу 816; первую наружную стенку 817, образующую другую часть стенки 812 периметра и расположенную под углом 819 к стенкам 8141, 8142, 8143 и 8144, передающим крутящий момент, и имеющую дальний конец 820, заканчивающийся на стенке 812 периметра, и ближний конец 818, соединяющийся с дальним концом 816 стенок 8141, 8142, 8143 и 8144, передающих крутящий момент. Как было описано выше, конфигурация крепежного винта, иллюстрируемая на фиг.24, может также принимать форму приспособления для ввинчивания и вывинчивания, или инструмента, применяемого для формирования паза в крепежном винте.
Конструкция, иллюстрируемая на фиг.24, является уникальной в том отношении, что дальний конец 816 стенок 8141, 8142, 8143 и 8144, передающих крутящий момент, и дальний конец 820 первой наружной стенки 817, лежат на общей большой окружности 821, ось 8041 которой совпадает с осью 804 корпуса 801; а стенка 8141, передающая крутящий момент, по существу параллельна радиальной аксиальной плоскости 8221, делящей пополам смежные стенки многоугольной центральной секции. Таким образом, как показано на фиг.24, стенка 8141, передающая крутящий момент, параллельна аксиальной плоскости 8221, делящей пополам линию 8131 периметра; стенка 8142, передающая крутящий момент, параллельна аксиальной плоскости 8222, делящей пополам линию 8132 периметра; стенка 8143, передающая крутящий момент, параллельна аксиальной плоскости 8221, делящей пополам линию 8133 периметра; стенка 8144 , передающая крутящий момент, параллельна аксиальной плоскости 8222, делящей пополам линию 8134 периметра. Описанная конструкция максимизирует крутящий момент, прикладываемый приспособлением для ввинчивания и вывинчивания к винту, поскольку стенка, передающая крутящий момент, находится дальше от центра вращения, чем в описанных ранее крепежных деталях за исключением крепежной детали, иллюстрируемой на фиг.22.
Стрелка 826 показывает составляющую силы, прикладываемой с помощью приспособления для ввинчивания и вывинчивания (не показано) в радиальном направлении наружу вдоль радиальной аксиальной плоскости 829 к боковой поверхности паза 807 крепежной детали, которая пересекает пересечение стенки 8141, передающей крутящий момент, и первой наружной стенки 817, но которая в результате не приводит к возникновению какой-либо силы вращения, прикладываемой приспособлением для ввинчивания и вывинчивания (не показано), передаваемой крепежной детали. Стрелка 827 показывает линию результирующей силы, а стрелка 828 представляет величину силы вращения, прикладываемой приспособлением для ввинчивания и вывинчивания (не показано) к корпусу 801 крепежной детали.
Другой конструктивный элемент крепежной детали, иллюстрируемой на фиг.24, который обеспечивает двунаправленное усилие, передающее крутящий момент, заключается в том, что паз образован множеством вторых наружных стенок 823, имеющих ближние концы 824, соответственно соединенные с каждым из дальних концов 820 первых наружных стенок 817. Как показано на фиг.24, вторая наружная стенка 823 по существу параллельна стенке 8141, передающей крутящий момент. Конфигурация, соответствующая настоящему изобретению, иллюстрируемая на фиг.24, отличается также от предшествующих конфигураций, соответствующих настоящему изобретению, тем, что третья наружная стенка 846 имеет ближний конец 847, соединяющий дальний конец 825 второй наружной стенки 823 и дальний конец 848. Дальний конец 848 третьей наружной стенки 846 и ближний конец 850 четвертой наружной стенки 849 лежат, как правило, на общей большой окружности 821.
Стенка 812 периметра может дополнительно иметь четвертую наружную стенку 849, имеющую ближний конец 850, соединяющий дальний конец 848 третьей наружной стенки 846 и дальний конец 851; четвертую стенку 8144, передающую крутящий момент, имеющую ближний конец 852, соединяющий дальний конец 851 четвертой наружной стенки 849 и дальний конец 853, лежащий на большой окружности 821; при этом четвертая стенка 8144, передающая крутящий момент, по существу параллельна оси 8222, делящей пополам смежную стенку 8134 многоугольной центральной части 813.
На фиг.24А показано, что стенки 8141, 8142, 8143 и 8144, передающие крутящий момент, параллельны оси 804 корпуса крепежной детали, а на фиг.24В - что первые наружные стенки 8171, 8172, 8173 и 8174 паза 807, третьи наружные стенки 846 и четвертые наружные стенки 849 наклонены под углом приблизительно 3 градуса, так что корпус 801 крепежной детали "сцепится" с приспособлением для ввинчивания и вывинчивания (не показано) без необходимого намагничивания приспособления для ввинчивания и вывинчивания.
Стрелки 830, 831 и 832 представляют составляющие силы, прикладываемой в данной точке на третьей наружной стенке 846. Стрелка 830 представляет силу, прикладываемую к краю паза корпуса 801 крепежной детали, причем эта сила не оказывает влияния на вращение корпуса 801 крепежной детали. Стрелка 831 является результирующей силой, а стрелка 832 представляет силу, прикладываемую с помощью приспособления для ввинчивания и вывинчивания (не показано) к третьей наружной стенке 846, причем эта сила приводит в результате к вращению корпуса 801 крепежной детали. Должно быть также очевидно, что стрелка 832 при изменении ее направления на обратное (то есть на 180 градусов) будет представлять силу в этой конкретной точке, которая будет приложена приспособлением для ввинчивания и вывинчивания (не показано) при вывинчивании корпуса 801 крепежной детали.
На фиг.5 иллюстрируется пример одного случая применения настоящего изобретения, в котором корпус 1 крепежной детали, например, самонарезающий винт с головкой 6, образован с пазом 7, соответствующим настоящему изобретению. Как показано на фиг.6, первая наружная стенка 17 крепежной детали может иметь переменный наклон к линии 131 периметра и в этом иллюстрируемом случае угол 55 равен 10 градусам. Аналогичным образом, угол 54, образованный второй наружной стенкой 234 крепежной детали, может иметь переменные значения, но в этом случае он равен 5 градусам.
Другое применение настоящего изобретения связано с корпусом 1' приспособления для ввинчивания и вывинчивания, применяемого для ввинчивания и вывинчивания крепежных деталей в заготовки и из заготовок, соответственно. Конец 5' приспособления 1' для ввинчивания и вывинчивания имеет конфигурацию, как описано в настоящей заявке. Угол 56' наклона конца 5' приспособления для ввинчивания и вывинчивания может изменяться и в показанном случае составляет 3 градуса. Предпочтительно, чтобы вершина конца 5' приспособления для ввинчивания и вывинчивания имела форму конуса, в которой угол 57' может изменяться, но в показанном случае он составляет 20 градусов.
Изобретение относится к крепежной детали. Крепежная деталь содержит корпус с осью, имеющий многоугольное поперечное сечение, ограниченное стенкой периметра, многоугольную центральную часть, расположенную в пределах указанной стенки периметра и имеющую поперечное сечение с площадью, меньшей, чем площадь указанного многоугольного поперечного сечения, стенку, передающую крутящий момент, образующую часть указанной стенки периметра, проходящую на плоскости от ближнего конца в направлении наружу от указанной многоугольной центральной части к дальнему концу, и первую наружную стенку, образующую другую часть указанной стенки периметра и имеющую ближний конец, соединяющийся с дальним концом указанной стенки, передающей крутящий момент, под углом, и дальний конец. При этом указанная стенка, передающая крутящий момент, является одной из множества передающих крутящий момент стенок, причем первая наружная стенка является одной из множества указанных первых наружных стенок, а указанная стенка периметра дополнительно имеет множество вторых наружных стенок, имеющих ближние концы, соответственно соединенные под углом с каждым из указанных дальних концов указанных первых наружных стенок, и имеющих дальние концы, соответственно соединенные с ближними концами каждой из указанных последовательных стенок, передающих крутящий момент. Указанная первая наружная стенка выполнена длиннее, чем указанная стенка, передающая крутящий момент. В результате крепежная деталь способна принимать большие крутящие усилия, минимизируется смятие, деталь может быстро ввинчиваться и вывинчиваться. 8 з.п. ф-лы, 40 ил.
| Устройство для сборки пластин с деталями типа стержней | 1983 |
|
SU1466906A1 |
| Запястье манипулятора | 1977 |
|
SU670431A2 |
| US 5364212 А, 15.11.1994 | |||
| US 4361412 А, 30.11.1982. | |||
