Гидравлическое натяжное устройство

 

Гидравлическое натяжное устройство для натяжения соединителя с резьбовым сочленением содержит цилиндрический корпус, имеющий ось, первый осевой конец для упора в предмет и второй осевой конец. Зацепляющий элемент расположен внутри корпуса с образованием пространства. В этом пространстве на определенном расстоянии друг от друга по оси расположено несколько поршней, образуя в этом пространстве несколько камер. В устройстве предусмотрены каналы для подачи рабочей жидкости в камеры для приложения усилия к корпусу и зацепляющему элементу, вследствие чего, когда корпус упирается в предмет в одном осевом направлении, зацепляющий элемент перемещается в противоположном направлении и тянет по оси резьбовой соединитель в противоположном осевом направлении. Радиально внешний размер камер уменьшается в направлении от второго осевого конца к первому осевому концу корпуса. Технический результат выражается в уменьшении габаритов устройства и упрощении его изготовления. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к гидравлическому натяжному устройству.

При натяжении болта необходим инструмент, имеющий небольшой диаметр и возможно малую высоту, что позволило бы его использовать для многих применений. Ранее потребитель должен был определять, что именно ему требуется: натяжное устройство с малой высотой или натяжное устройство малого диаметра, поскольку невозможно было сделать натяжное устройство, которое бы обеспечивало оба эти параметра одновременно. В то время как в натяжных устройствах малого диаметра используют многоступенчатую систему, в которой несколько цилиндрических камер установлены одна над другой так, чтобы получить требуемое тянущее усилие, натяжные устройства с малой высотой обычно состоят из одиночной камеры с одним цилиндром. Многоступенчатые системы содержат несколько отдельных цилиндрических камер, установленных одна над другой так, что нижний поршень соединяется с поршнем в расположенной выше цилиндрической камере и надавливает на этот поршень, в то время как он сам двигается под действием гидравлического давления. Другими словами, каждый поршень, расположенный выше другого поршня, будет производить объединенное усилие обоих поршней. Подобное натяжное устройство описано, например, в заявке на патент США, регистрационный номер N 07/996962, зарегистрированной 23 декабря 1992 года. Однако поскольку в большинстве применений радиальные зазоры вокруг болта меньше, чем над ним, то во многих случаях не представляется возможным сделать натяжное устройство достаточно малым в его наименьшем диаметре, чтобы точно соответствовать условиям работы. Кроме того, изготовление и сборка известных натяжных устройств занимает много времени и требует больших затрат.

Предлагается гидравлическое натяжное устройство, свободное от недостатков известных решений.

В соответствии с этими и другими целями, которые станут очевидными впоследствии, отличительный признак этого изобретения присущ гидравлическому натяжному устройству, предназначенному для натяжения соединителя с резьбовым сочленением (резьбового соединителя), которое содержит существенно цилиндрический корпус, имеющий ось, первый осевой конец для упора на предмет и второй противоположный осевой конец, расположенный вдоль оси зацепляющий элемент, размещенный радиально внутри корпуса, при этом между ними образуется пространство, и имеющий зацепляющее устройство для зацепления с резьбовым соединителем, несколько камер, выполненных в этом пространстве, несколько поршневых групп, двигающихся по оси в этих камерах, и устройство для подачи рабочей жидкости в камеры с целью приложения усилия к корпусу и к зацепляющему элементу, посредством чего, когда корпус упирается в предмет в осевом направлении, зацепляющий элемент перемещается по оси в противоположном осевом направлении и вследствие этого по оси тянет резьбовой соединитель в противоположном осевом направлении. Радиально внешний размер камер уменьшается в направлении от второго осевого конца к первому осевому концу корпуса.

В предлагаемой конструкции гидравлического натяжного устройства нижний конец натяжного устройства, взаимодействующий с резьбовым соединителем, имеет малый диаметр и может точно соответствовать малым радиальным зазорам вокруг резьбового соединителя. Стоимость изготовления и сборки такого натяжного устройства снижается. Только один зацепляющий элемент и только один корпус могут использоваться в предлагаемом многоступенчатом натяжном устройстве. Внутренний диаметр корпуса может изменяться в каждой цилиндрической камере, как и внешний диаметр зацепляющего элемента, при этом в месте нахождения каждого поршня внешний диаметр зацепляющего элемента и внутренний диаметр корпуса увеличиваются относительно нижерасположенной цилиндрической камеры. В этом случае преимуществом является тот факт, что каждый поршень прилагает только некоторое усилие и что приложенная к зацепляющему элементу нижним поршнем сила натяжения меньше, чем суммарное усилие двух или трех поршней, причем для передачи этого усилия зацепляющему элементу требуется меньший расход материала, так что внешний диаметр натяжного устройства в непосредственной близости к болту может быть меньше.

Отличительные признаки, которые рассматриваются как характеристика изобретения, излагаются, в частности, в прилагаемой формуле изобретения. Само изобретение, однако, как в отношении его конструкции, так и способа действия совместно с его дополнительными целями и преимуществами лучше всего будет понято при описании примеров осуществления данного изобретения, которое ведется со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг. 1 представлено поперечное сечение гидравлического натяжного устройства, выполненного в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 2 представлено предлагаемое гидравлическое натяжное устройство, выполненное в соответствии с другим вариантом реализации настоящего изобретения.

На фиг. 3 представлен еще один вариант реализации предлагаемого гидравлического натяжного устройства.

Выполненное в соответствии с настоящим изобретением гидравлическое натяжное устройство содержит корпус, в целом обозначенный на чертежах цифрой для ссылки 1, выполненный в виде существенно цилиндрического элемента. Кроме того, натяжное устройство имеет зацепляющий элемент, в целом обозначенный цифрой для ссылки 2, выполненный также в виде существенно трубчатого элемента, расположенного радиально внутри корпуса 1, при этом между ними образуется пространство 3. На радиально внутренней поверхности зацепляющего элемента 2 выполнены несколько уступов, при этом на радиально внутренней поверхности корпуса 1 также выполнены несколько уступов.

Кроме того, гидравлическое натяжное устройство имеет несколько поршневых групп, обозначенных цифрами для ссылки 4, 5, 6. Поршневая группа 4 выполнена в виде одиночного поршня или подвижного тела, упирающегося в верхнюю по оси поверхность нижнего конца корпуса 1 и в нижний уступ зацепляющего элемента 2. Каждая из поршневых групп 5 и 6 содержит два расположенных рядом поршня, упирающихся в уступ корпуса и уступ зацепляющего элемента соответственно в положении, показанном на чертеже. Как следует из чертежа, ступенчатые профили радиально внутренней поверхности корпуса 1 и радиально внешней поверхности зацепляющего элемента 2 таковы, что радиальные размеры уступов уменьшаются от верхнего конца в направлении нижнего конца натяжного устройства.

Кроме того, натяжное устройство имеет устройство подачи гидравлической жидкости. Подающее гидравлическую жидкость устройство содержит осевой канал 7 и радиальные каналы 8, 9 и 10. Канал 8 ведет в область под нижней поршневой группой 4, тогда как каждый из каналов 9 и 10 ведут в области между отдельными поршнями в поршневых группах 5 и 6 соответственно. Зацепляющий элемент 2 имеет устройство зацепления 11, которое может быть выполнено, в частности, в виде резьбы на внутренней поверхности отверстия 12 зацепляющего элемента. Поскольку по крайней мере радиально внешний диаметр этого диаметра или, другими словами, радиальные размеры радиально внешней поверхности зацепляющего элемента 2 и радиально внутренней поверхности корпуса 1 уменьшаются в направлении от верхнего конца к нижнему концу натяжного устройства, то диаметр внешней поверхности корпуса 1 может также уменьшаться в этом же направлении, как это показано на чертежах. Для уменьшения массы натяжного устройства предусмотрена кольцевая выточка 13.

Предлагаемое гидравлическое натяжное устройство работает следующим образом.

Вначале натяжное устройство располагается на резьбовом соединителе так, чтобы резьба 11 зацепляющего элемента 2 навинчивалась на резьбовой соединитель, например на шпильку. Затем по каналам 7, 8, 9, 10 подается жидкость. Эта жидкость протекает по каналу 8, входит под поршень 4 и оказывает давление на корпус 1 вниз и на поршень 4 вверх.

Проходя по каналам 9 и 10, гидравлическая жидкость оказывает давление на нижний поршень каждой поршневой группы 5 и 6 вниз и на верхний поршень каждой поршневой группы 5 и 6 вверх. Поскольку корпус расположен на предмете, например на фланце, в который ввинчивается шпилька, то корпус не может двигаться вниз и, следовательно, зацепляющий элемент перемещается вверх с тем, чтобы тянуть и вследствие этого натягивать шпильку в фланце.

Как следует из чертежа, зацепляющий элемент 2 может содержать радиально внутри приспособление для вытягивания (съемник) 13, которое выполнено с имеющим резьбу 11 отверстием 12, и радиально внешний передаточный элемент 14, который охватывает съемник и имеет описанную выше радиально внешнюю ступенчатую поверхность.

Передаточный элемент 14 не соединен со съемником 13, а вместо этого в рабочем режиме аксиально упирается в съемник 13 из-за взаимодействия между уступами съемника 13 и передаточного элемента 14. В такой конструкции съемник 13 может легко удаляться из передаточного элемента 14 и заменяться другим съемником, имеющим, например, другие средства зацепления, то есть другое отверстие 12 с другой резьбой 22 для того, чтобы соответствовать конкретному резьбовому соединителю. Верхний конец съемника 13 может быть выполнен, например, с накаткой с тем, чтобы пользователю было удобно удалять старый съемник и вставлять новый съемник. Понятно, конечно, что зацепляющий элемент 2 вместо того, чтобы состоять из двух элементов 13 и 14, может быть выполнен в виде одного цельного элемента. Как показано на чертежах, радиальные размеры поршней и камер, по оси которых перемещаются поршни, идентичны для всех поршней и всех камер. Однако такая схема не является обязательной и можно выполнить поршни и камеры с различными радиальными размерами.

На фиг. 2 показано предлагаемое гидравлическое натяжное устройство, выполненное в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения, который существенно подобен гидравлическому натяжному устройству, приведенному на фиг. 1. Однако здесь поршневые группы 5' и 6' выполнены несколько иначе. Каждая поршневая группа 5' и 6' имеет первый поршень 5", 6" и второй поршень 5''' и 6''', которые выполнены и расположены так, что поршни 5''' и 6''' охватывают поршни 5" и 6" радиально внутри и простираются по оси вниз до упора в соседний расположенный ниже поршень. Кроме того, поршневые группы соединяются друг с другом с помощью пружины возврата 16.

Гидравлическое натяжное устройство, приведенное на фиг. 3, существенно подобно гидравлическим натяжным устройствам, показанным на фиг. 1 и 2. Однако поршневые группы в этом натяжном устройстве имеют отличие. Каждая поршневая группа 26, за исключением самой нижней поршневой группы, содержит верхний поршень 27 с радиально внутренним кольцеобразным выступом 28, который направлен по оси вверх, и нижний поршень 29 с радиально внешним кольцеобразным выступом 30, который направлен по оси вниз. Радиально внутренние выступы 28 поршней 27 упираются в осевом направлении в уступы зацепляющего элемента 2, тогда как радиально внешние выступы 30 поршней 29 упираются в выступы корпуса 1. В такой конструкции поршневые уплотнения надежно защищены и в то же время уменьшается общая высота по оси натяжного устройства.

Понятно, что каждый из описанных выше элементов, два или более совместно взятых, могут найти полезное применение в других типах конструкций, отличающихся от описанных выше.

Выше показано и описано осуществление данного изобретения в виде гидравлического натяжного устройства, но это изобретение не ограничивается показанными отдельными примерами, поскольку в него могут быть внесены различные модификации и структурные изменения, никоим образом не выходя 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.

Формула изобретения

1. Гидравлическое натяжное устройство, предназначенное для натяжения резьбового соединителя, содержащее устройство для подачи гидравлической жидкости, связанное с зацепляющим элементом, имеющим устройство зацепления для соединения с резьбовым соединителем, отличающееся тем, что натяжное устройство дополнительно содержит имеющий ось цилиндрический корпус, первый осевой конец которого предназначен для упора на предмет, и расположенные в корпусе поршневые группы, при этом зацепляющий элемент выполнен цилиндрическим и расположен в корпусе радиально с зазором, в котором указанные поршневые группы размещены по оси с образованием между ними камер, связанных с устройством для подачи гидравлической жидкости в названные камеры, служащим для создания усилия на корпус и зацепляющий элемент, позволяющим при упоре корпуса на предмет в одном осевом направлении переместить зацепляющий элемент в противоположном осевом направлении с перемещением резьбового соединителя, причем внешний диаметр упомянутых камер и диаметр внешней поверхности корпуса уменьшены в направлении от второго осевого конца к упомянутому первому осевому концу корпуса.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на внутренней поверхности корпуса выполнен ряд уступов для опоры указанных поршневых групп.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на радиально внешней поверхности зацепляющего элемента выполнен ряд уступов для опоры указанных поршневых групп.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что устройство зацепления содержит внутренний съемник и внешний передаточный элемент, установленный с возможностью опоры в осевом направлении на съемник, причем съемник выполнен с отверстием, совпадающим с отверстием в устройстве зацепления, а внешний передаточный элемент выполнен с радиальной внешней ступенчатой поверхностью.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поршневая группа, расположенная ближе к первому концу корпуса, содержит один поршень и образует подвижную базу, причем остальные поршневые группы содержат по два поршня, расположенных по оси рядом друг с другом, а устройство для подачи гидравлической жидкости выполнено из условия обеспечения поступления этой жидкости в область между подвижной базой и первым концом корпуса и в области между двумя поршнями каждой из остальных поршневых групп.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что по крайней мере несколько поршневых групп содержат первый и второй поршни, размещенные так, что второй поршень радиально внутри охватывает первый поршень одной поршневой группы, а второй поршень одной из упомянутых поршневых групп в осевом направлении оперт во второй поршень другой поршневой группы.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус выполнен цельным в осевом направлении.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зацепляющий элемент выполнен цельным в осевом направлении.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус и зацепляющий элемент выполнены цельными в осевом направлении.

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере несколько поршневых групп содержат первый поршень с внутренним кольцеобразным выступом, который оперт на зацепляющий элемент, и второй поршень с внешним кольцеобразным выступом, опертый на корпус.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что указанные выступы поршневых групп выполнены с возможностью обеспечения опоры поршней на зацепляющий элемент и на корпус соответственно в противоположных осевых направлениях.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3