Низкопрофильный гаечный ключ
Изобретение относится к ручным инструментам. Гаечный ключ для вращения детали содержит основной корпус, имеющий инструментальный конец и рукояточный конец и включающий верхний участок и рукояточный участок, и приводной механизм, размещенный внутри камеры в верхнем участке и включающий ведущую шестерню, имеющую большие ведущие зубья и приводной элемент для зацепления детали, и шестерню муфты, имеющую большие зубья муфты, предназначенные для возможности взаимного зацепления с большими ведущими зубьями. Шестерня муфты выполнена с возможностью вращения опирающейся на однонаправленную роликовую муфту. Технический результат заключается в возможности обеспечения откручивания и закручивания деталей, установленных в местах с ограниченным пространством для вращения. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 10 ил.
Область техники
Изобретение относится, в общем, к ручным инструментам, в частности к инструментам, выполненным с возможностью обеспечения доступа к крепежу, установленному в зонах с ограниченным пространством сверху или ограниченным вращательным пространством.
Уровень техники
Ограниченная доступность крепежа является общей проблемой во многих отраслях промышленности. В аэрокосмической индустрии проблема ограниченного доступа может быть более ярко выражена в связи с более жесткими техническими требованиями и ограничениями из-за меньшего пространства, связанного с аэрокосмическими конструкциями. Кроме того, по сравнению с другими отраслями, в аэрокосмической индустрии может быть использовано относительно большое количество крепежа. Например, в одном самолете могут быть использованы сотни тысяч крепежных деталей. Значительная часть такого крепежа может быть установлена в зонах с ограниченным доступом.
Например, многие самолеты имеют ребра жесткости, или стрингеры, которые могут быть сцеплены с элементом обшивки, с целью повышения ее жесткости. Такие стрингеры могут включать в себя основание, имеющее продолжающееся вверх от основания вертикальное ребро, с продолжающейся от вертикального ребра наружу боковой полкой. Боковая полка может продолжаться над рядом крепежа, который крепит основание стрингера к элементу обшивки. К сожалению, боковая полка может препятствовать вертикальному доступу к крепежу с применением обычного инструмента, например обычного торцевого гаечного ключа. Ограниченные размеры пространства между крепежом и боковой полкой могут также ограничить доступ к крепежу с применением обычного ручного инструмента, например обычного гаечного ключа с замкнутым зевом или гаечного ключа с открытым зевом.
Некоторые сборки в ограниченных пространствах могут ограничивать возможность вращения таких крепежей при их установке или удалении с использованием обычных инструментов. Например, устройство, которое расположено на противоположных сторонах крепежной сборки, может ограничивать раскручивание крепежа до состояния, требуемого для полного снятия гайки с резьбовой шпильки. Ограниченная величина вращения может потребовать повторных циклов установки и удаления гаечного ключа с крепежа из-за недостаточного угла, под которым гайка может быть повернута во время каждого цикла. Понятно, что ограниченные углы вращения могут увеличить количество времени, необходимое для выполнения сборки крепежа с помощью обычного ручного инструмента.
В усилиях по улучшению доступа к таким крепежным сборкам или по снижению необходимого времени для выполнения таких крепежных сборок, специалисты могут прибегнуть к модифицированным, коммерчески доступным инструментам для монтажа конкретной сборки. Хотя такой инструмент может быть эффективен с позиции доступности некоторого крепежа, однако он может быть у отдельного специалиста, работающего в определенном месте, и следовательно, может быть недоступен специалистам, работающим в других местах одного и того же объекта. В этом отношении осведомленность о существовании такого модифицированного инструмента может быть ограничена конкретным специалистом и членами его бригады.
Хотя инструмент может быть модифицирован, для улучшения доступа к крепежу с ограниченным пространством сверху, другие, присущие обычному инструменту, ограничения могут создать дополнительные проблемы с некоторыми сборками. Например, храповые механизмы, используемые обычно в традиционном ручном инструменте, обладают некоторыми недостатками, которые могут снизить способность по удалению или установке крепежа с ограниченным пространством для вращения. В частности, обычные гаечные ключи с храповиком типично содержат храповой механизм, в котором откидная собачка зацепляет зубья, выполненные на храповой муфте. Такие храповые механизмы ограничивают вращение гаечного ключа до одного ведущего направления (например, для ослабления или затягивания гайки или болта) и допускают свободное вращение гаечного ключа в обратном направлении, без необходимости удаления инструмента с крепежа.
К сожалению, обычные храповые механизмы обладают некоторым люфтом, в котором храповик должен быть повернут в обратном направлении на минимальную угловую величину перед повторным его зацеплением в ведущее направление. Для сборок крепежа с ограниченным доступом для вращения чрезмерный люфт может минимизировать эффективность обычных гаечных ключей с храповиком при удалении или установке крепежа. Хотя гаечные ключи с уменьшенным люфтом коммерчески доступны, такие ключи типично выполнены увеличенной толщины, которая ограничивает применение таких гаечных ключей в сборках, где доступ сверху ограничен.
Как видим, в данной области техники существует потребность в гаечном ключе, облегчающем доступ к крепежу, установленному в ограниченном пространстве. Точнее, в данной области техники существует потребность в гаечном ключе, который обеспечивает удобный доступ к сборкам крепежа в местах с ограниченным пространством сверху и/или ограниченным пространством для вращения. В данной области техники дополнительно существует потребность в гаечном ключе, в котором, с целью повышения эффективности таких гаечных ключей в сборках крепежа с ограниченным пространством для вращения, снижен или устранен люфт. Наконец, существует потребность в гаечном ключе, имеющем упомянутые выше атрибуты, который прост по конструкции и имеет низкую стоимость.
Раскрытие изобретения
Отмеченные выше недостатки, связанные с труднодоступными сборками крепежа, конкретно адресованы к данному изобретению, обеспечивающему гаечный ключ, который может быть использован для вращения детали, например крепежа (напр., гайка, болт и т.д.), и причем гаечный ключ снабжен по существу низким профилем и уменьшенной толщиной, с целью обеспечения доступа к сборкам крепежа, имеющим ограниченный доступ сверху. Кроме того, гаечный ключ специально выполнен с возможностью обеспечения повышенной эффективности в сборках крепежа с ограниченным пространством для вращения, включением в него приводного механизма, имеющего нереверсивную, или однонаправленную роликовую муфту, для минимизации или исключения люфта в гаечном ключе.
Гаечный ключ может содержать, в общем, удлиненный основной корпус, имеющий инструментальный конец и рукояточный конец. Основной корпус может включать в себя верхний участок и рукояточный узел. Приводной механизм может быть размещен внутри камеры, выполненной в верхнем участке. Приводной механизм может содержать шестерню муфты и ведущую шестерню. Ведущая шестерня может быть выполнена с возможностью зацепления детали, например крепежа, для его вращения. Хотя деталь может быть выполнена в виде крепежа, например гайки или болта, однако она может быть выполнена в любой крепежной или не крепежной конструкции и не ограничена обычным крепежом, например гайкой или болтом.
Ведущая шестерня может включать в себя зубья ведущей шестерни, выполненные с возможностью зацепления зубьев шестерни муфты. Шестерня муфты может быть выполнена опирающейся на однонаправленную роликовую муфту. Однонаправленная роликовая муфта может содержать наружное кольцо, расположенное соосно разнесенным относительно внутреннего кольца, с применением множества несущих элементов, помещенных между внутренним и наружным кольцами. Несущие элементы могут быть выполнены в виде шариковых подшипников, игольчатых роликов, или любого другого соответствующего устройства с несущими элементами или их комбинации. Роликовая муфта выполнена так, что наружное кольцо может вращаться в одном направлении относительно внутреннего кольца, предотвращая тем самым его вращение в противоположном направлении.
Гаечный ключ может быть обеспечен низкопрофильной конфигурацией, в общем, уменьшенной толщины по сравнению с гаечными ключами с храповиком, предпочтительно введением роликовой муфты в приводной механизм. Кроме того, введение роликовой муфты в приводной механизм обеспечивает гаечному ключу с храповиком в общем минимальный или по существу нулевой люфт. В варианте осуществления ведущая шестерня и шестерня муфты могут быть установлены, или размещены внутри основного корпуса гаечного ключа. Например, гаечный ключ может включать в себя верхний и нижний кожухи, которые могут совместно образовать камеру для размещения приводного механизма. Верхний кожух может быть выполнен с возможностью отделения от нижнего кожуха и, в этом отношении, может включать в себя взаимоблокирующий механизм и/или один или более крепежей кожуха, входящих зацепление в высверленных отверстиях, выполненных в нижнем кожухе. Однако основной корпус может быть обеспечен во множестве альтернативных конструкций для размещения приводного механизма.
Технические преимущества раскрытых вариантов осуществления включают в себя повышение доступности некоторых сборок крепежа, в которых пространство сверху и/или пространство для вращения ограничено. Повышенная доступность сборки крепежа отчасти объясняется уменьшением общей толщины гаечного ключа по сравнению с обычными гаечными ключами. Например, гаечный ключ может быть обеспечен толщиной 4,83 мм или менее, хотя гаечный ключ может быть обеспечен любой толщиной. Повышением доступности сборок крепежа может быть снижено время цикла сборки и/или удаления такого крепежа. Кроме того, как здесь показано, низкопрофильный гаечный ключ может уменьшить количество конструкций инструмента, которые могут быть иначе сохранены для данного применения или места в производстве или техническом обслуживании. В этом отношении низкопрофильный гаечный ключ может сократить производственное время предоставлением инструмента, обеспечивающего доступ к широкому диапазону сборок крепежа. Низкопрофильный гаечный ключ предпочтительно может включать в себя взаимоблокирующий механизм для механического сцепления верхней и нижней крышек способом, снижающим изгиб гаечного ключа в ответ на усилия изгибающего момента, вызываемые в гаечном ключе при вращении крепежа, например, во время его затягивания или закручивания.
Особенности, функции и преимущества, которые были обсуждены, могут быть достигнуты независимо в различных вариантах осуществления данного изобретения или могут быть объединены еще в других вариантах осуществления, дополнительные подробности которых можно увидеть со ссылкой на следующее описание и чертежи.
Краткое описание чертежей
Эти и другие особенности данного изобретения станут яснее со ссылкой на чертежи, на которых одинаковые позиции соответствуют одним и тем же деталям, где:
фиг.1 - вид в перспективе гаечного ключа, имеющего верхний участок и рукояточный участок, к которому может быть шарнирно прикреплен захватный блок;
фиг.2 - вид в перспективе гаечного ключа, подобный представленному на фиг.1, и дополнительно показывающий захватный блок, имеющий захватный стержень, который может быть выдвижным по оси вдоль захватного вала захватного блока;
фиг.3 - покомпонентный вид в перспективе гаечного ключа, представляющий приводной механизм, содержащий ведущую шестерню и шестерню муфты, размещенные внутри нижнего кожуха и верхнего кожуха в верхнем участке;
фиг.4 - вид в перспективе верхнего кожуха в ориентации, которая вертикально перевернута относительно ориентации верхнего кожуха, показанной на фиг.3, и дополнительно показывающий взаимоблокирующий механизм, выполненный на верхнем кожухе для зацепления верхнего кожуха с нижним кожухом;
фиг.5 - вид сверху верхнего участка, взятый по линии 5-5 фиг.3 и показывающий взаимосвязанность ведущей шестерни с шестерней муфты и дополнительно показывающий шестерню муфты, выполненную с возможностью вращения, опирающейся на реверсивную роликовую муфту;
фиг.6 - вид в сечении верхнего участка, взятый по линии 6-6 фиг.2 и показывающий ведущую шестерню и шестерню муфты, помещенные внутри камеры, образованной внутри верхнего участка;
фиг.7 - увеличенный вид в сечении, взятый по линии 7-7 фиг.6 и показывающий роликовую муфту, имеющую внутреннее кольцо и наружное кольцо, и включающий множество несущих элементов;
фиг.8 - увеличенный вид в сечении конусной поверхности, которая может быть встроена во внутреннее и/или наружное кольцо, так что их относительное вращение ограничено одним направлением;
фиг.9 - вид в перспективе гаечного ключа в сборке крепежа, имеющего ограниченный доступ сверху; и
фиг.10 - вид сбоку гаечного ключа и сборки крепежа, взятый по линии 10-10 фиг.9 и дополнительно показывающий ограниченный доступ сверху сборки крепежа.
Осуществление изобретения
Теперь обратимся к чертежам, на которых представленная информация предназначена только для целей иллюстрации предпочтительных и различных вариантов осуществления изобретения, а не с целью их ограничения, где на фиг.1-3 показан низкопрофильный гаечный ключ 10 для применения в сборках крепежа 160 со сниженной доступностью сверху и/или сниженной вращательной доступностью. В широком понимании, гаечный ключ 10 содержит вытянутый основной корпус 12 и встроенный в него приводной механизм 80. Приводной механизм 80 может быть установлен на нереверсивной, однонаправленной роликовой муфте 90. Однонаправленная роликовая муфта 90 обеспечивает предпочтительно храповой механизм с минимальным или практически нулевым зазором.
В частности, по варианту осуществления по фиг.1 и 2, основной корпус 12 гаечного ключа 10 может иметь противоположные концы, содержащие инструментальный конец 14 и рукояточный конец 16 и включающие в себя верхний участок 18 и рукояточный узел 20. Приводной механизм 80 может быть, в общем, размещен внутри или установлен на верхнем участке 18. Рукояточный узел 20 может иметь, в общем, удлиненную конфигурацию с высоким отношением, при котором длина рукояточного узла 20 может быть в общем больше его ширины. Более того, ширина может быть в общем больше толщины гаечного ключа 10, несмотря на то что рукояточный узел 20 может быть любой конфигурации, имеющей любые соответствующие размеры длины, ширины и толщины.
Как видно на фиг.1-3, основной корпус 12 может включать в себя нижний кожух 34 и верхний кожух 32, который может быть закреплен на нижнем кожухе 34 с возможностью удаления, например, посредством одного или более крепежных элементов 36 кожуха и/или взаимоблокирующего механизма 40, описанного более подробно ниже. Верхний и нижний кожухи 32, 34 могут образовывать, по меньшей мере, участок верхнего участка 18. Крепежные элементы 36 кожуха могут быть закреплены посредством резьбы в соответствующем количестве высверленных крепежных отверстий 38. Крепежные элементы 36 кожуха, по желанию, могут быть выполнены в виде потайных крепежей 160, с целью обеспечения в общем ровной верхней поверхности основного корпуса 12 и соблюдения в общем низкопрофильной конфигурации гаечного ключа 10. Несмотря на то что верхний кожух 32 показан механически закрепленным на нижнем кожухе 34 посредством крепежных элементов 36 кожуха и/или взаимоблокирующего механизма 40, он может быть закреплен на нижнем кожухе 34 альтернативным крепежным средством. Например, верхний кожух 32 может быть закреплен на нижнем кожухе 34 механическими деталями, встроенными в соответствующие верхний и нижний кожух 32, 34, или немеханическим средством. Как установлено выше, по меньшей мере, один из верхнего и нижнего кожухов 32, 34 может включать в себя один или более взаимоблокирующих механизмов 40, для механического соединения или закрепления верхней и нижней крышек 32, 34 на инструментальном конце 14, как будет описано более подробно ниже.
Как показано на фиг.1 и 2, основной корпус 12 может включать в себя рукояточный узел 20, который, в варианте осуществления, может содержать подвижный участок 24, установленный на фиксированном участке 22. В этом смысле основной корпус 12 может быть продолжен до увеличенной длины, в которой подвижный участок 24 может быть выдвижным по оси относительно фиксированного участка 22. В этом направлении фиксированный участок 22 может включать в себя направляющую 26 или другую соответствующую деталь для сцепления с сопрягаемой деталью в подвижном участке 24, например паз 28, показанный на фиг.3. Однако способность выдвижения подвижного участка 24 относительно фиксированного участка 22 может быть облегчена введением любого количества альтернативных механизмов в подвижный участок 24 и/или фиксированный участок 22.
В варианте осуществления гаечного ключа 10 направляющая 26 и паз 28, или функциональный эквивалент, предпочтительно выполнены по размеру и форме для обеспечения достаточной прочности и сопротивления основного корпуса 12 изгибным усилиям, возникающим во время затяжки или вращения детали 158, например крепежной гайки 160. Сечение направляющей 26 может быть выполнено для поддержания зацепления с пазом 28. Например, направляющая 26 и паз 28, каждый, могут включать в себя наклонные под углом вниз боковые стенки или другие детали, так что фиксированный и подвижный участки 22, 24 находятся в поддерживающем друг друга контакте независимо относительно их осевого расположения. Следует отметить, что хотя гаечный ключ 10 представлен с основным корпусом 12, включающим в себя подвижный участок 24 и фиксированный участок 22, он может быть выполнен в виде, в котором основной корпус 12 является нераздвижным. Например, нижний кожух 34 может быть выполнен как конструкция фиксированной длины, продолжающаяся от инструментального конца 14 до рукояточного конца 16.
Еще по фиг.1-3 рукояточный конец 16 основного корпуса 12 может включать в себя, по желанию, захватный блок 120, который может быть шарнирно установлен на рукояточном узле 20 с помощью шарнирного пальца 128. Захватный блок 120 может быть выполнен с возможностью выдвижения по оси самой длины, с целью увеличения его длины и увеличения плеча пары сил гаечного ключа 10. Раздвижность захватного блока 120 может также повысить доступность сборок крепежа 160, при этом захватный блок 120 может быть шарнирным, во избежание помех со стороны конструкции или для облегчения специалисту манипуляций с гаечным ключом 10 во время удаления или сборки крепежа 160. В этом отношении захватный блок 120 может включать в себя множество стопоров 130, выполненных с возможностью их зацепления соответствующим зацепляющим механизмом, например пальцем или шариком 132, который может быть смещен в одном из стопоров 130 с помощью смещающего механизма 134, например, пружины. По желанию захватный блок 120 может быть зафиксирован под заданным углом ориентации с помощью регулировочного винта или другой деталью, которая может зацепить стопоры 130. В этом случае захватный блок 120 может быть установлен в одной из множества разных угловых ориентаций относительно основного корпуса 12.
Например, как показано на фиг.1-3, захватный блок 120 ориентирован, в общем, перпендикулярно относительно основного корпуса 12. Однако, как показано на фиг.10, захватный блок 120 может быть ориентирован, в общем, в одной плоскости с основным корпусом 12, с целью увеличения величины рычага, который может быть приложен к инструментальному концу 14 гаечного ключа 10. Следует заметить, что хотя на фигурах гаечный ключ 10 показан имеющим захватный блок 120, расположенный в разных ориентациях зацеплением стопоров 130, выполненных в самом основании, в гаечный ключ 10 может быть встроено множество альтернативных механизмов для облегчения углового расположения захватного блока 120. Например, основной корпус 12 может включать в себя комплект сопрягаемых зажимных приспособлений, выполненных на внутренней стороне рукояточного конца 16 и захватного блока 120, для блокирования последнего в заданной ориентации. Альтернативно, гаечный ключ 10 может включать в себя гаечную или болтовую комбинацию, которая может работать в качестве шарнирного пальца 128 и взаимодействовать с поверхностными деталями (не показано), выполненными на граничной поверхности между захватным блоком 120 и рукояточным концом 16. При таком устройстве затягивание гайки и болта приводит захватный блок 120 и рукояточный узел 20 в зацепление, для сохранения заданной ориентации захватного блока 120.
В варианте осуществления захватный блок 120 может быть опущен из гаечного ключа 10, так что гаечный ключ 10 содержит основной корпус 12, продолжающийся от инструментального конца 14 до рукояточного конца 16. Основной корпус 12 может быть выполнен любой длины и любой формы и не ограничен линейной, или в общем плоской, или прямой конфигурацией, представленными на чертежах. Например, основной корпус 12 может включать в себя одну или более кривых, ориентированных в любом направлении, и которые могут быть специально приспособлены для использования по конкретному назначению или применению при сборке конкретного крепежа 160. Кроме того, предусмотрено, что основной корпус 12 может включать в себя эргономичный по форме рукояточный конец 16, для облегчения оператору удерживания гаечного ключа 10 и манипуляций с ним.
Еще по фиг.1-3 захватный блок 120 может включать в себя захватный стержень 126, который может быть выдвижным вдоль захватного вала 124, как показано на фиг.2. Выдвижной осевой захватный стержень 126 может повысить приспособляемость гаечного ключа 10 при применении в разных приложениях. Например, при расположенном захватном блоке 120, в общем, в перпендикулярной ориентации относительно основного корпуса 12, осевой захватный стержень 126, выдвигаемый вдоль оси захватного вала 124, может существенно увеличить плечо пары сил гаечного ключа 10. Осевое перемещение захватного стержня 126 относительно захватного вала 124 может быть облегчено первоначальной активацией защелки 30, как показано на фиг.1-3, или другим соответствующим механизмом.
Защелка 30 может быть выполнена для блокирования положения захватного стержня вдоль захватного вала 124. Например, активация защелки 30 может разблокировать захватный стержень для допущения его перемещения вдоль захватного вала 124. В подобном случае, для облегчения блокирования и разблокирования подвижного участка 24 относительно фиксированного участка 22, с возможностью допущения осевого выдвижения основного корпуса 12, защелка 30 может быть обеспечена на рукояточном узле 20 гаечного ключа 10. Однако защелки 30, показанные на чертежах, представляют собой любой один из множества разных механизмов, которыми подвижный участок 24 и захватный стержень 126 могут быть заблокированы, или разблокированы, относительно соответствующих фиксированного участка 22 и захватного вала 124.
Еще по фиг.1-3, захватный блок 120 может, по желанию, включать в себя приводное отверстие 136, выполненное на свободном торце захватного стержня 126 для облегчения зацепления квадратного приводного инструмента, например обычного храпового механизма, с целью повышения величины рычага, который может быть приложен к детали 158 или крепежу 160. В этом отношении захватный стержень 126 может, по желанию, включать в себя одну или более поверхностных деталей, например фаски 122, выполненные на противоположных сторонах захватного стержня 126, как показано на фиг.1-3. Благодаря обеспечению фасок 122 на противоположных сторонах захватного стержня 126, для фиксации захватного блока 120, с целью повышения крутящего момента, который может быть приложен к крепежу 160, может быть использован гаечный ключ с открытым зевом, серпообразный гаечный ключ или другой подходящий инструмент. Захватный стержень может быть выполнен любой конфигурации и, предпочтительно, по размеру и форме, при которых пользователю просто или привычно держать его и обращаться с ним. Например, захватный стержень 126 может иметь, в общем, цилиндрическую форму диаметром приблизительно от 12,7 до 38,1 мм, хотя он может быть выполнен любого размера, формы и конфигурации.
По фиг.3-4, показанный на фиг.4 верхний кожух 32 находится в ориентации, вертикально перевернутой относительно ориентации, показанной на фиг.3. Как видно, верхний кожух 32 может включать в себя одну или более выемок 52 кожуха, выполненных с возможностью содержания или размещения шестерни муфты 60 и ведущей шестерни 70. Шестерня муфты 60 вращается на оси 62 шестерни муфты. Ведущая шестерня 70 вращается на оси 72 ведущей шестерни. В варианте осуществления выемка 52 кожуха, обеспеченная в верхнем кожухе 32 и нижнем кожухе 34, может образовать камеру 50, которая по размеру и конфигурации выполнена с возможностью размещения ведущей шестерни 70 и шестерни муфты 60. Каждая одна из выемок 52 кожуха может быть выполнена как неполное высверленное цилиндрическое отверстие или в любой другой соответствующей форме, для обеспечения зазора при вращении шестерни муфты 60 и ведущей шестерни 70. Выемки 52 кожуха могут быть расположены взаимосвязанными одна с другой. Каждая одна из выемок 52 кожуха может быть ограничена продолжающимися по их периметру стенками, образующими при этом камеру 50.
В этом отношении верхний и нижний кожухи 32, 34, в общем, равной толщины, представленные на фиг.1-6, служат для пояснения варианта осуществления гаечного ключа 10 и не должны восприниматься в качестве ограничивающих альтернативных конфигураций, по формам и размерам (например, толщине) верхней и нижней крышек 32, 34, для размещения шестерни муфты 60 и ведущей шестерни 70. Например, нижний кожух 34 может иметь большую толщину по сравнению с толщиной верхнего кожуха 32, так что нижний кожух 34 может вмещать в себя основную часть ведущей шестерни 70 и шестерни муфты 60. В данном варианте осуществления верхний кожух 32 может быть выполнен в общем в виде плиты, лишенной выемок 52 кожуха, которая может включать в себя только высверленное отверстие 46 для ведущей шестерни и высверленное отверстие 48 для шестерни муфты. При такой конструкции в форме плиты верхний кожух 32 может выполнять функцию средства закрытия нижнего кожуха 34 для удерживания или размещения ведущей шестерни 70 и шестерни муфты 60.
Как отмечено выше, по фиг.3-6 варианта осуществления верхний участок 18 основного корпуса 12 может включать в себя взаимоблокирующий механизм 40 в, по меньшей мере, одной из верхней и нижней пластин 32, 34. Взаимоблокирующий механизм 40 может быть выполнен с возможностью механического контакта верхней и нижней крышек32, 34 вместе на инструментальном конце 14, для повышения жесткости и устойчивости гаечного ключа 10. Кроме того, по сравнению с обычными гаечными ключами с храповиком взаимоблокирующий механизм 40 может обеспечить повышенное сопротивление прогибу или изгибу гаечного ключа 10 в ответ на усилия изгибающего момента, возникающего в основном корпусе 12 при затягивании крепежа 160 или другой детали 158 конструкции.
Например, в варианте осуществления взаимоблокирующий механизм 40 может включать в себя блокирующий язычок 42, который может быть выполнен на верхнем кожухе 32, как показано на фиг.4, для сцепления блокирующего мостика 43 и блокирующей выемки 44, которая может быть выполнена на нижнем кожухе 34, что лучше всего видно на фиг.3. В показанном на фиг.3 и 5-6 варианте осуществления блокирующий мостик 43 может перекрывать щель в стенке нижнего кожуха 34. Альтернативно, блокирующий язычок 42 может быть выполнен в нижнем кожухе 34, при этом блокирующая выемка 44 и блокирующий мостик 43 выполнены в верхнем кожухе 32. В отношении этого следует отметить, что взаимоблокирующий механизм 40 может быть выполнен во множестве разных размеров, форм и конструкций и не ограничен конструкцией, имеющей блокирующий язычок 42, блокирующий мостик 43 и блокирующую выемку 44, как показано на чертеже. Например, блокирующий мостик 43 может быть выполнен в виде губы (не показано), продолжающейся сбоку снаружи от стенки нижнего кожуха 34, с возможностью зацепления с блокирующим язычком 42 верхнего кожуха 32. Такая конструкция блокирующего мостика 43 может обеспечить повышенное сопротивление вертикальным нагрузкам, оказываемым на него блокирующим язычком 42. Дополнительно такая конструкция может обеспечить основному корпусу 12 гаечного ключа 10 повышенные жесткость кручению и сопротивление изгибающему моменту.
Взаимоблокирующий механизм 40 может быть расположен на инструментальном конце 14, как показано, хотя предполагается, что взаимоблокирующий механизм 40 может быть расположен в любом месте на граничной поверхности между верхним и нижним кожухами 32, 34 и при этом не ограничен в расположении на инструментальном конце 14. Расположение взаимоблокирующего механизма 40 на инструментальном конце 14 основного корпуса 12 может облегчить сборку и обслуживание гаечного ключа обеспечением средства, которым верхний кожух 32 может быть зацеплен с нижним кожухом 34 с возможностью удаления. Например, как лучше всего видно на фиг.4 и 6, блокирующий язычок 42 может быть скошен на своем свободном краю, для облегчения его зацепления с блокирующей выемкой 44 и блокирующим мостиком 43 при монтаже верхнего кожуха 32 на нижнем кожухе 34. Дополнительно, как показано на фиг.6, блокирующий язычок 42 может быть выполнен с подрезкой или закруглением по радиусу на пересечении его с верхним кожухом 32, для облегчения введения блокирующего язычка 42 внутрь блокирующей выемки 44 во время сборки верхнего и нижнего кожухов 32, 34. Блокирующий язычок 42 предпочтительно выполнен по размеру и конфигурации с возможностью обеспечения сравнительно плотного прилегания внутри блокирующей выемки 44, для предотвращения осевого, бокового и/или скручивающего перемещения верхнего кожуха 32 относительно нижнего кожуха 34 на инструментальном конце 14. Сравнительно плотное прилегание между блокирующим язычком 42, блокирующим мостиком 43 и блокирующей выемкой 44 во время затягивания или закручивания крепежа 160 могут предотвратить боковое перемещение верхнего кожуха 32 относительно нижнего кожуха 34.
Дополнительно, в этом отношении блокирующий язычок 42 предпочтительно обеспечен толщиной, комплементарной высоте блокирующей выемки 44, так что осевое перемещение верхнего кожуха 32 относительно нижнего кожуха 34 устранено или минимизировано. Подобным образом блокирующий язычок 42 предпочтительно подобран по размеру с возможностью поддержания контактного зацепления с противоположными сторонами блокирующей выемки 44, так что боковое движение или движение “ из стороны в сторону” верхнего кожуха 32 относительно нижнего кожуха 34 устранено или минимизировано. Например, блокирующий язычок 42 и блокирующая выемка 44 могут быть выполнены в форме клина, как показано на фиг.5, для обеспечения плотного прилегания между ними. В этом случае верхний кожух 32 может быть жестко закреплен на нижнем кожухе 34 с помощью взаимоблокирующего механизма 40 и/или вводимых в кожух крепежных элементов 36 кожуха, которые могут быть установлены в соответствующее количество высверленных крепежных отверстий 38 в любом месте на верхнем и нижнем кожухах 32, 34.
Верхний кожух 32 в варианте осуществления может продолжаться на полную длину основного корпуса 12 от инструментального конца 14 до рукояточного конца 16 и при этом не ограничен по расположению на инструментальном конце 14 основного корпуса 12. Подобным образом нижний кожух 34 может быть выполнен в виде зеркального отображения верхнего кожуха 32, продолжающегося по длине основного корпуса 12 от инструментального конца 14 до рукояточного конца 16. В этом отношении можно считать, что основной корпус 12 может быть обеспечен множеством альтернативных конструкций, подходящих для размещения ведущей шестерни 70 и шестерни муфты 60. Независимо от конкретного устройства основной корпус 12 может быть выполнен с возможностью размещения ведущей шестерни 70 и шестерни муфты 60, так что зубья 78 ведущей шестерни, расположенные вокруг корпуса 74 ведущей шестерни 70, поддерживаются в состоянии взаимного зацепления с зубьями 66 шестерни муфты, расположенными вокруг корпуса 64 шестерни муфты 60.
Еще по фиг.3-5, опора вращения ведущей шестерни 70 может быть облегчена введением высверленных отверстий 46 ведущей шестерни по верхнему участку 18 основного корпуса 12. В варианте осуществления нижний кожух 34 может включать в себя высверленное отверстие 46 ведущей шестерни, выполненное соосно относительно выемки 52. Подобным образом, как показано на фиг.4, высверленное отверстие 46 ведущей шестерни может быть также выполнено на верхнем кожухе 32 и соосно выровнено с высверленным отверстием 46 ведущей шестерни, выполненным в нижнем кожухе 34. Ведущая шестерня 70 может включать в себя верхний и нижний фланцы 76 ведущей шестерни, которые могут продолжаться по оси вверх и вниз от корпуса 74 ведущей шестерни. Фланцы 76 ведущей шестерни могут быть выполнены по размерам и конфигурации комплементарными высверленным отверстиям 46 ведущей шестерни. Высверленные отверстия 46 ведущей шестерни в верхнем и нижнем кожухах 32, 34 могут быть выполнены по размерам и конфигурации с возможностью обеспечения вращения в соответствии с внешней окружностью верхнего и нижнего фланцев 76 ведущей шестерни 70. По желанию, по меньшей мере, одна из верхней и нижней крышек 32, 34 может включать в себя втулку или подшипник в высверленных отверстиях 46 ведущей шестерни с возможностью поддержания верхнего и нижнего фланцев 76 ведущей шестерни.
Как лучше всего видно на фиг.3, ведущая шестерня 70 может включать в себя приводной элемент 82, который может быть выполнен по размерам и конфигурации для зацепления детали 158. Как отмечено ранее, деталь 158 может содержать гайку 162, головку болта или любой другой крепеж 160 или не крепежную конструкцию, для которой требуется вращение. Как показано на фиг.9 и 10, гаечный ключ 10 представлен в приложении к гайке 162 сборки крепежа 160. В этом отношении элемент 82 ведущей шестерни 70 выполнен или оформлен с возможностью зацепления детали 158. Более конкретно, приводной элемент 82 может включать в себя детали поверхности, например грани 84, для зацепления одной или более поверхностей или сторон детали 158. В варианте осуществления, показанном на фиг.3, грани 84 приводного элемента 82 могут образовывать шестигранную форму для зацепления показанной на фиг.9-10 гайки 162 соответствующей шестигранной формы. Однако приводной элемент 82 может быть выполнен в любой одной из множества альтернативных конфигураций, например, без ограничений, в 12-точечной конфигурации, имеющей множество зубьев или желобов для зацепления шестигранной или двойной шестигранной головки болта, гайки 162 или другой конструкции детали 158.
Еще по фиг.3-5 основной корпус 12 может дополнительно включать в себя одно или более высверленных отверстий 48 шестерни муфты в верхнем и нижнем кожухах 32, 34 с возможностью поддержания вращения шестерни муфты 60. Как отмечалось ранее, шестерня муфты 60 может содержать корпус 64, имеющий зубья 66, выполненные равноугольно по периметру корпуса шестерни муфты 64. Зубья 66 шестерни муфты выполнены комплементарными зубьям 78 ведущей шестерни, так что взаимное зацепление зубьев минимизирует или устраняет люфт между ведущей шестерней 70 и шестерней муфты 60. Шестерня муфты 60 может быть выполнена поддерживаемой с возможностью вращения на однонаправленной нереверсивной роликовой муфте 90, которая может быть закреплена внутри верхнего участка 18 с помощью вала 104 муфты. Вал 104 муфты может быть введен или зацеплен в высверленных отверстиях 48 шестерни муфты, выполненных в верхнем и нижнем кожухах 32, 34, как лучше всего видно на фиг.3 и 4.
По фиг.5-8 роликовая муфта 90 может быть выполнена в виде роликового устройства, содержащего наружное кольцо 94, сцепленное с возможностью вращения с внутренним кольцом 92 множеством несущих элементов 100, например иголок 102 роликового подшипника. Как показано на фиг.7-8, наружное кольцо 94 установлено соосно относительно внутреннего кольца 92. Наружное и внутреннее кольца 94, 92 могут образовывать радиальный зазор. Роликовая муфта 90 может включать в себя множество несущих элементов 100, например игольчатых роликов 102, внутри радиального зазора, для сохранения относительного радиального положения наружного кольца 94 и внутреннего кольца 92. Шестерня муфты 60 предпочтительно жестко установлена на наружном кольце 94. Внутреннее кольцо 92 предпочтительно установлено жестко или неподвижно на валу 104 муфты. Роликовая муфта 90 установлена так, что наружное кольцо 94 вращается в одном направлении относительно внутреннего кольца 92. В этом случае роликовая муфта 90 функционирует в качестве храпового механизма гаечного ключа 10, по существу с нулевым люфтом, как будет подробнее описано ниже.
По фиг.6 вал 104 муфты показан продолжающимся через основной корпус 12 и, в частности, через высверленные отверстия 48 шестерни муфты, выполненные в нижнем и верхнем кожухах 34, 32. Вал 104 для поддержания шестерни муфты 60 может быть выполнен в любом количестве разных конфигураций. Например, вал 104 муфты может быть выполнен в виде унитарного вала или в виде многоэлементного устройства, чтобы облегчить сборку и обслуживание приводного механизма 80. Как показано на фиг.6, вал 104 муфты может содержать винт 106 самоблокирования вала, который с помощью резьбы может быть введен в зацепление с внутренним отверстием 108 вала. Внутреннее отверстие 108 вала может иметь наружный диаметр, выполненный комплементарным внутреннему диаметру внутреннего кольца 92.
Наружный диаметр вала 104 муфты может быть выполнен с возможностью обеспечения посадки с натягом с внутренним диаметром внутреннего кольца 92, с целью жесткого и/или неподвижного крепления роликовой муфты 90 на валу 104 муфты, способом, предотвращающим осевое движение роликовой муфты 90 относительно вала 104 муфты. Вал 104 муфты может быть выполнен в потайном исполнении, при котором винт 106 вала и внутреннее отверстие 108 вала, каждое, могут включать в себя потайную головку для зацепления в потайном высверленном отверстии 48, выполненные соответственно на нижнем и верхнем кожухах 34, 32. Однако вал 104 муфты может быть обеспечен любой конфигурации, которая выполнена с невозможностью вращения и возможностью осевой фиксации роликовой муфты 90 относительно вала 104. Подобным образом вал 104 муфты предпочтительно установлен способом, предотвращающим его вращение относительно основного корпуса 12. Например, вал 104 муфты может быть выполнен по размерам, обеспечивающим посадку с натягом или прессовую посадку в высверленном отверстии 48 шестерни муфты, выполненном в верхнем кожухе 32 и/или нижнем кожухе 34. В этом отношении внутреннее отверстие 108 вала может быть выполнено по размерам, обеспечивающим посадку с натягом в высверленном отверстии 48 шестерни муфты в нижнем кожухе 34. Однако в гаечный ключ может быть включено множество альтернативных средств для жесткого (т.е. с невозможностью вращения) закрепления вала 104 муфты на основном корпусе 12.
По фиг.7 и 8, показанное является увеличенной иллюстрацией сечения роликовой муфты 90, представляющей конструкцию наружного кольца 94 относительно внутреннего кольца 92. В этом отношении наружное кольцо выполнено с возможностью вращения в одном направлении относительно внутреннего кольца 92. Вращение наружного кольца 94 в противоположном направлении предотвращено благодаря конфигурации наружного и внутреннего колец 94, 92. Более конкретно, как показано на фиг.7, наружное кольцо может быть обеспечено множеством конусных поверхностей 96 или любой другой подходящей конфигурацией, которая ограничивает вращение наружного кольца 94 до одного направления относительно внутреннего кольца 92. Как видно на фиг.8, конусная поверхность 96 может быть выполнена в каждом местоположении несущего элемента 100. Хотя наружное кольцо 94 может свободно вращаться в направлении против часовой стрелки, конусная поверхность 96 в наружном кольце 94 действует как клин, на котором несущие элементы 100 могут быть зацеплены и при этом предотвращают вращение наружного кольца 94 по часовой стрелке относительно внутреннего кольца 92.
Следует отметить, что конкретное устройство роликовой муфты 90, представленное на фиг.7 и 8, является иллюстрацией самого варианта осуществления и не должно восприниматься как ограничивающие альтернативные конструкции или устройства для обеспечения однонаправленного вращения наружного кольца 94 относительно внутреннего кольца 92. Например, конусная поверхность 96 может быть выполнена на внутреннем кольце 92 при наружном кольце 94 в общем цилиндрической формы. Подобным образом, роликовая муфта 90 может включать в себя эластомерный или полимерный элемент, установленный с радиальным зазором между внутренним и наружным кольцами 92, 94, и который может быть выполнен с, по меньшей мере, возможностью частичного зацепления одного или более несущих элементов 100, для предотвращения вращения наружного кольца 94 в одном направлении относительно внутреннего кольца 92. Дополнительно, несущие элементы 100 могут быть выполнены во множестве конструкций или комбинаций конструкций, включающих в себя, но не ограничивающихся, роликовые подшипники, шариковые подшипники, и/или в виде удлиненных, цилиндрической формы игольчатых роликов 102, представленных на фиг.5-8.
При работе и по фиг.1-10, гаечный ключ 10 может быть зацеплен за деталь 158, например крепеж 160, как показано на фиг.9 и 10, чтобы обеспечить его вращение в заданном направлении. Например, как показано на фиг.9, гаечный ключ 10 может быть зацеплен за гайку 162 и шайбу 164, установленные на резьбовом валу, шпильке крепежа 160 сборки в обрабатываемом изделии 150. В варианте осуществления обрабатываемое изделие 150 может содержать деталь, имеющую установленный на ней стрингер. Стрингер может включать в себя основание 152, имеющее ребро 154, продолжающееся от него вертикально вверх, и полку 156, продолжающуюся вбок наружу от ребра 156. Как показано на фиг.10, продолжающаяся вбок наружу полка 156 может ограничивать пространство сверху для зацепления гайки 162 крепежа 160 сборки обычным торцевым гаечным ключом или обычным гаечным ключом с открытым или замкнутым зевом. В этом отношении гаечный ключ 10 обеспечивает низкопрофильный инструмент, который облегчает зацепление приводного элемента 82 с гайкой 162 крепежа 160 сборки.
Основной корпус 12 гаечного ключа 10 может быть выдвижным по оси, способом, представленным на фиг.1, с целью увеличения плеча силы, которая может быть приложена на приводном элементе 82. Подобным образом захватный блок 120 может быть ориентирован под заданным углом относительно основного корпуса 12, с целью облегчения оператору манипуляции гаечным ключом, чтобы избежать перенастройки при вращении гаечного ключа или увеличения рычага. Выполненные на захватном блоке 120 стопоры 130 могут облегчить фиксацию положения захватного участка 120 относительно основного корпуса 12.
Когда к детали 158, например гайке 162, представленной на фиг.9 и 10, прикладывают крутящий момент, то однонаправленная роликовая муфта 90 обеспечивает сопротивление ограничивающим вращением наружного кольца 94 в одном направлении относительно внутреннего кольца 62. Такое сопротивление может быть осуществлено посредством геометрии во внутреннем и наружном кольцах 92, 94 или применением любого другого соответствующего механизма, встроенного во внутреннее и/или наружное кольца 92, 94, например конусных поверхностей 96, показанных на фиг.7. Внутреннее кольцо 92 предпочтительно жестко установлено на валу 104 муфты способом, который оказывает сопротивление вращению внутреннего кольца 92 относительно основного корпуса 12. Роликовая муфта 90 предпочтительно выполнена по размерам и конфигурации с возможностью обеспечения достаточного сопротивления заданному или прогнозируемому уровню крутящего момента. Например, роликовая муфта 90 может быть обеспечена сравнительно большого диаметра, с целью повышения крутящей способности гаечного ключа 10. Роликовая муфта 90 может включать в себя игольные ролики 102, между внутренним и наружным кольцами 92, 94, с целью обеспечения увеличения площади поверхности контакта с внутренним и наружным кольцами 92, 94 по сравнению с шариковыми подшипниками. Шестерня муфты 60 может быть также обеспечена большим диаметром по сравнению с ведущей шестерней 70. Можно считать, что относительные размеры шестерни муфты 60, ведущей шестерни 70 и роликовой муфты 90 могут быть выбраны в зависимости от условий нагружения.
Дополнительные модификации и усовершенствования данного изобретения для специалистов в данной области техники очевидны. Таким образом, описанная и представленная здесь комбинация частей предназначена для представления только определенных вариантов осуществления данного изобретения и не является ограничением альтернативных вариантов осуществления или устройств в пределах существа и объема изобретения.
1. Гаечный ключ для вращения детали, содержащий основной корпус, имеющий верхний участок и приводной механизм, установленный на верхнем участке и включающий ведущую шестерню, имеющую приводной элемент для зацепления детали, и шестерню муфты, сцепленную для работы с ведущей шестерней, поддерживаемую с возможностью вращения однонаправленной роликовой муфтой.
2. Гаечный ключ по п.1, в котором роликовая муфта содержит внутреннее и наружное кольца, вращаемые в одном направлении относительно друг друга.
3. Гаечный ключ по п.2, в котором внутреннее кольцо жестко установлено на валу муфты.
4. Гаечный ключ по п.2, в котором шестерня муфты жестко установлена на наружном кольце.
5. Гаечный ключ по п.3, в котором вал муфты содержит винт вала, входящий в зацепление с внутренним отверстием вала.
6. Гаечный ключ по п.1, в котором верхний участок включает выполненное в нем высверленное отверстие для ведущей шестерни, при этом ведущая шестерня содержит корпус шестерни, имеющий по меньшей мере один из верхнего фланца и нижнего фланца, продолжающийся по оси от корпуса шестерни и поддерживаемый с возможностью вращения в высверленном отверстии для ведущей шестерни.
7. Гаечный ключ по п.1, в котором основной корпус содержит нижний кожух и верхний кожух, образующие, по меньшей мере, участок верхнего участка, а верхний участок включает взаимоблокирующий механизм для взаимоблокирования верхнего и нижнего кожухов.
8. Гаечный ключ для вращения детали низкопрофильный, содержащий основной корпус, имеющий инструментальный конец и рукояточный конец и включающий верхний участок и рукояточный участок, и приводной механизм, размещенный внутри камеры в верхнем участке и включающий ведущую шестерню, имеющую большие ведущие зубья и приводной элемент для зацепления детали, и шестерню муфты, имеющую большие зубья муфты, предназначенные для возможности взаимного зацепления с большими ведущими зубьями, причем шестерня муфты выполнена с возможностью вращения опирающейся на нереверсивную роликовую муфту.
9. Гаечный ключ по п.8, в котором роликовая муфта содержит соосные внутреннее и наружное кольца, вращаемые в одном направлении относительно друг друга, а шестерня муфты жестко установлена на наружном кольце, при этом внутреннее кольцо жестко установлено на валу муфты.
10. Гаечный ключ по п.9, в котором вал муфты содержит винт вала, входящий в зацепление с внутренним отверстием вала.
11. Гаечный ключ по п.8, в котором верхний участок включает выполненное в нем высверленное отверстие для ведущей шестерни, а ведущая шестерня содержит корпус шестерни, имеющий по меньшей мере один из верхнего фланца и нижнего фланца, продолжающийся по оси от корпуса шестерни и поддерживаемый с возможностью вращения в высверленном отверстии для ведущей шестерни.
12. Гаечный ключ по п.8, в котором приводной элемент выполнен с возможностью зацепления по меньшей мере одной стороны детали.
13. Гаечный ключ по п.8, в котором основной корпус содержит нижний кожух и верхний кожух, образующие, по меньшей мере, участок верхнего участка, а верхний участок включает взаимоблокирующий механизм для взаимоблокирования верхнего и нижнего кожухов.
14. Гаечный ключ по п.13, в котором камера образована по меньшей мере одной выемкой корпуса, выполненной в верхнем и нижнем кожухах.
