Трубный ключ
Группа изобретений относится к трубному ключу. Ключ содержит губку (8) и губку (9), образующие зев ключа, по крайней мере основную рукоятку (11), по меньшей мере одну направляющую (3) в виде стержня, зафиксированную относительно основной рукоятки (11), устройство (14) фиксации, установленное на направляющей (3) с возможностью перемещения вдоль нее в режиме регулирования размера зева и блокирования его перемещения вдоль направляющей (3) в рабочем режиме. При этом губка (8) связана с устройством (14) фиксации шарнирно, губка (9) закреплена на основной рукоятке (11), причем устройство (14) фиксации содержит по меньшей мере один стопорный элемент (1) с отверстием для размещения на направляющей (3), у которого расстояние между крайними точками контакта стопорного элемента (1) с направляющей (3) удовлетворяет следующему условию возникновения самоторможения его перемещения вдоль направляющей (3): b≤2⋅L⋅μ/кз, где b - расстояние между крайними точками контакта стопорного элемента с направляющей, мм, L - расстояние между продольной осью направляющей и областью С приложения силы F к стопорному элементу, мм, μ - коэффициент трения скольжения стопорного элемента о направляющую, кз - конструктивный коэффициент запаса, значение которого больше единицы. В варианте ключа губка (9) закреплена на основной рукоятке (11), при этом основная рукоятка (11) шарнирно связана с устройством (14) фиксации, причем устройство (14) фиксации содержит по меньшей мере один стопорный элемент (1) с отверстием для размещения на направляющей (3), у которого расстояние между крайними точками контакта стопорного элемента (1) с направляющей (3) удовлетворяет вышеуказанному условию возникновения самоторможения его перемещения вдоль направляющей (3). Технический результат заключается в удобстве использования, точности позиционирования и технологичности, а также повышении вращающего момента на изделиях большого диаметра при неизменной длине ключа в транспортировочном положении и увеличении кинематической жесткости ключа при одновременном сохранении возможности быстрого изменения размера зева ключа. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 19 ил.
Изобретение относится к инструментам для соединения и разъединения элементов разъемных изделий, в частности к регулируемым ключам, применяемыми в промышленности, жилищно-коммунальном хозяйстве, при ремонте техники и в других сферах для работы преимущественно с элементами круглой формы, а также с гайками и деталями иной формы в поперечном сечении.
Известна конструкция трубного ключа, состоящая из рукоятки с задней губкой, на которой шарнирно закреплена рама, служащая направляющей для передней губки, связанной с червяком для ее перемещения в продольном направлении ключа и фиксации в требуемом положении, при этом передняя губка подпружинена в направлении закрытия зева ключа (Патент WO 2016157355, МПК В25В 13/50, 06.10.2016).
Недостатком данной конструкции является наличие червячной передачи для установки необходимого размера зева и фиксации относительно рамы, что при работе с изделиями разного диаметра требует дополнительного времени для вращения червяка в целях достижения требуемой ширины зева, а это снижает производительность труда.
Существует трубный ключ, включающий подвижную и неподвижную губки, рукоятку U-образной формы в поперечном сечении, к которой прикреплена подвижная губка, вторую рукоятку с резьбовым сегментом, составляющую единое целое с неподвижной губкой и имеющей возможность перемещаться в полости рукоятки U-образной формы, упорный элемент, который одним концом охватывает вторую рукоятку, а другим концом шарнирно соединен с рукояткой U-образной формы, а также управляющий элемент раскрытия зева ключа, размещенный на резьбовом сегменте второй рукоятки с возможностью перемещения вдоль него, который выполнен в виде специальной гайки с возможностью быстрой фиксации относительно резьбового сегмента (Патент ЕР 3175953, МПК В25В 13/16, В25В 13/30, В25В 13/50, 07.06.2017).
Недостатком указанной конструкции является невозможность регулирования ширины зева путем перемещения управляющего элемента вдоль резьбового сегмента во всех пространственных положениях ключа. Так, например, в горизонтальном положении ключа или при его наклоне зевом вниз перемещение управляющего элемента в направлении увеличения раскрытия зева не приводит к изменению ширины зева, поскольку отсутствует непосредственная механическая связь управляющего элемента с упорным элементом, механически связанным с подвижной губкой.
Известна конструкция трубного ключа, содержащая переднюю и заднюю губки, направляющую с функцией основной рукоятки в виде зубчатой рейки с шарнирно установленной на ней передней губкой, скользящий элемент с закрепленной на нем задней губкой, размещенный на направляющей с возможностью продольного перемещения, а также зубчатый блок, помещенный внутри скользящего элемента с возможностью блокировать его перемещение вдоль направляющей в первом положении зубчатого блока и разблокировать данное перемещение во втором его положении (Патент WO 2016004619, МПК В25В 13/12, В25В 13/22, В25В 13/50, 14.01.2016).
В данной конструкции может быть выполнено быстрое разблокирование скользящего элемента, выполняющего функцию быстрой фиксации на направляющей, путем нажатия на управляющую кнопку и перевода зубчатого блока из первого во второе положение, перемещение разблокированного скользящего элемента с задней губкой вдоль направляющей в требуемое положение и быстрое блокирование скользящего элемента путем отпускания управляющей кнопки и перевода зубчатого блока из второго в первое положение.
Недостатком рассмотренной конструкции является невозможность применения в ней в качестве устройства быстрой фиксации механизмов со свойствами фрикционного самоблокирования на направляющей, которые имеют практически нулевую дискретность перемещения вдоль направляющей в сравнении с фиксаторами на основе зубчатых поверхностей. Это, в свою очередь, позволяет повысить точность установки размера зева, что положительно сказывается на качестве самозахвата губками ключа изделий с круглым поперечным сечением.
Данное обстоятельство можно пояснить с помощью упрощенной кинематической схемы рассматриваемого ключа, представленной на фиг. 1а. Как видно из приведенной схемы, сила реакции F на заднюю губку ключа со стороны захватываемого изделия и сила трения Fт о поверхность задней губки при нажатии на рукоятку ключа (пропорциональна силе F и коэффициенту трения изделия о зубцы задней губки) создают разнонаправленные моменты на скользящем элементе (по существу на ползуне). Поскольку сила Fт меньше силы F, а плечо для силы Fт в данной конструкции, наоборот, больше величины плеча для силы F, то это может существенно ослабить результирующие силы реакции в опорах фиксатора фрикционного типа. В результате эффект самоблокирования не наступает и фиксатор не выполняет свою основную функцию.
Кроме того, при работе данным ключом с изделиями большого диаметра расстояние от задней губки до конца рукоятки снижается (фиг. 1а), что приводит к уменьшению момента вращения, передаваемого на изделие, тогда как для изделий большего диаметра, наоборот, требуется, как правило, больший момент вращения.
Другим недостатком рассматриваемой конструкции является сравнительно большая суммарная длина участков кинематической цепи между задней губкой и осью вращения основной рукоятки и ее увеличение по мере возрастания диаметра изделия, что вызывает повышенные деформации в ключе, а это может отрицательно сказываться на процессе самозахвата изделия большого диаметра.
Данная конструкция выбрана в качестве прототипа как наиболее близкая к заявленному устройству по технической сущности и достигаемому результату.
Задачей изобретения является создание условий для использования в составе ключа в качестве устройства быстрой фиксации на направляющей механизмов с эффектом автоматического фрикционного самоблокирования, повышение вращающего момента на изделиях большого диаметра при неизменной длине ключа в транспортировочном положении, а также увеличение кинематической жесткости ключа при одновременном сохранении возможности быстрого изменения размера зева ключа.
Поставленная задача достигается тем, что трубный ключ, также как в прототипе, содержит переднюю и заднюю губки, образующие зев ключа, по крайней мере основную рукоятку, по меньшей мере одну направляющую, механически соединенную с одной из губок, устройство быстрой фиксации, установленное на направляющей с возможностью перемещения вдоль нее для регулирования размера зева и быстрого блокирования или разблокирования его перемещения вдоль направляющей, при этом вторая губка механически связана с устройством быстрой фиксации.
Согласно изобретению механическая связь второй губки с устройством быстрой фиксации выполнена по шарнирному типу, а задняя губка размещена на основной рукоятке.
Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что, во-первых, связь с устройством быстрой фиксации той губки ключа, которая механически не соединена с его направляющей, выполняется шарнирной. В этом случае силы F и Fт не передают вращающие моменты на шарнирный узел, а прикладываются к устройству быстрой фиксации на расстоянии, соответствующем нормали от оси шарнира до осевой линии направляющей.
При этом на устройстве быстрой фиксации создается опрокидывающий момент, что при выполнении определенных конструктивных условий позволяет достигать эффект фрикционного самоблокирования устройства быстрой фиксации на направляющей. Данное изменение в кинематике ключа-прототипа отображено на фиг. 1б.
Условие автоматического фрикционного самоблокирования перемещения какого-либо стопорного элемента вдоль направляющей может быть пояснено с помощью фиг. 2 и записано в виде выражения
b≤2⋅L⋅μ/к3, мм
где b - величина базы сил реакции в опорах стопорного элемента на направляющей, мм; L - минимальное расстояние между продольной осью направляющей и областью приложения внешнего усилия к стопорному элементу, мм; μ- минимальный коэффициент трения скольжения опор стопорного элемента о направляющую; к3 - конструктивный коэффициент запаса, значение которого выбирается больше единицы.
На фиг. 2 стопорный элемент 1 с отверстием 2 посажен на направляющую 3. При приложении силы F в область С стопорного элемента 1 на расстоянии L от осевой линии направляющей 3 в его опорах А, В, сдвинутых друг от друга на величину базы b, возникают силы реакции, вызывающие силы трения об опору и препятствующие перемещению стопорного элемента 1.
Следовательно, появляется возможность использовать в конструкции ключа устройств быстрой фиксации на основе эффекта автоматического фрикционного самоблокирования перемещения на направляющей, которые удобнее в использовании (не требуют операций по разблокированию) и имеют гораздо меньшую дискретность перемещения вдоль направляющей в сравнении с зубчатыми вариантами фиксации. Последнее обстоятельство позволяет уменьшать продольный размер губок, так как не требуется их дополнительное удлинение вследствие неточности позиционирования губок относительно изделия при малых угловых размерах зева (около 5-6 градусов для надежного самозахвата изделия при малых коэффициентах трения контактирующих поверхностей). Так, например, при дискретности перемещения губок 2 мм дополнительное увеличение длины губок может составить порядка 20 мм.
Во-вторых, в предлагаемой конструкции ключа задняя губка устанавливается непосредственно на основном рычаге, на который оператором передается момент для вращения изделия. Это позволяет увеличивать длину рычага относительно изделия, особенно при больших диаметрах, и соответственно, повышать момент вращения на изделии.
Как видно из фиг 1а и фиг. 1б, реализация данного технического решения на базе ключа-прототипа позволяет увеличивать длину основного рычага относительно изделия на величину диаметра последнего при одинаковых длинах ключей в транспортном положении (минимальный размер зева ключа).
Аналогичный результат достигается в случае, если основная рукоятка с задней губкой выполняет роль направляющей, либо на ней установлена направляющая для устройства быстрой фиксации, а передняя губка шарнирно связана с устройством быстрой фиксации (фиг. 1в).
Из фиг 1а,б,в видно еще одно преимущество предлагаемой кинематики ключа в сравнении с прототипом - уменьшение суммарной длины участков кинематической цепи между задней губкой и осью вращения основной рукоятки. Причем у прототипа (фиг 1а) этот параметр с увеличением диаметра изделия возрастает, а в предлагаемых конструкциях ключа (фиг 1б,в) он либо постоянен (фиг 1б), либо снижается (фиг 1в). Это при прочих равных условиях обеспечивает большую жесткость данной кинематической цепи при максимальных нагрузках, что положительно влияет на процесс самозахвата изделий большого диаметра при вращении задней губки.
Таким образом, предложенное взаимодействие основных элементов трубного ключа позволяет расширить номенклатуру устройств быстрой фиксации, которые могут быть применены в конструкции ключа и тем самым привнести в нее новые полезные свойства (описывались выше), а также повысить момент, передаваемый на изделие большого диаметра с основной рукоятки, благодаря возможности выдвижения основной рукоятки за транспортировочные габариты ключа, кроме того - повысить жесткость кинематической цепи задней губки при работе с изделиями большого диаметра, что благоприятно сказывается на процессе самозахвата изделия ключом.
На фиг. 1а,б,в представлены упрощенные кинематические схемы ключа-прототипа и вариантов предлагаемой конструкции ключа.
На фиг. 2 изображен обобщенный стопорный элемент с функцией автоматического фрикционного самоблокирования на направляющей в положении блокирования его перемещения.
На фиг. 3 приведен вариант устройства быстрой фиксации на основе одного стопорного элемента с функцией автоматического фрикционного самоблокирования на направляющей.
На фиг. 4 показан трубный ключ с двумя рукоятками, основной и вспомогательной направляющими, присоединенными к передней губке, на которых установлено устройство быстрой фиксации на фиг. 3.
На фиг. 5 представлены составные элементы устройства быстрой фиксации пакетного типа.
На фиг. 6 показан трубный ключ с двумя рукоятками, основной и вспомогательной направляющими, присоединенными к передней губке, на которых установлено устройство быстрой фиксации пакетного типа на фиг.5.
На фиг. 7 изображен вариант корпуса устройства быстрой фиксации пакетного типа из листового пружинящего материала.
На фиг. 8 приведен трубный ключ с двумя рукоятками, основной и вспомогательной направляющими, присоединенными к передней губке, на которых установлено устройство быстрой фиксации пакетного типа на фиг. 7.
На фиг. 9 представлен трубный ключ с двумя рукоятками, основной направляющей, присоединенной к передней губке, на которой установлено устройство быстрой фиксации по типу стопорного элемента на фиг. 3.
На фиг. 10 показан трубный ключ с двумя рукоятками, основной и вспомогательной направляющими, присоединенными к задней губке, на которых установлено устройство быстрой фиксации на фиг. 3.
На фиг. 11 изображен вариант устройства быстрой фиксации на основе одного стопорного элемента с функцией автоматического фрикционного самоблокирования на направляющей с различными величинами баз сил реакции в опорах для различных направлений перемещения стопорного элемента вдоль направляющей.
На фиг. 12 приведен разрез трубного ключа с основной рукояткой с задней губкой, одной направляющей, установленной на основной рукоятке, устройством быстрой фиксации на фиг. 11, шарнирно соединенным с Г-образной передней губкой, подпружиненной в направлении сужения зева ключа.
На фиг. 13 представлен трубный ключ с кинематической схемой ключа на фиг. 12 в положении установки на трубу, у которого добавлены тяга к устройству быстрой фиксации, проходящая через продольный сквозной паз в основной рукоятке, ограничители глубины зева на основной рукоятке и ограничитель поворота передней губки.
На фиг. 14 показан трубный ключ на фиг. 13 в положении начала захвата трубы.
На фиг. 15 изображен трубный ключ с основной рукояткой с задней губкой, основной и вспомогательной направляющими, присоединенными к передней губке, на которых установлено устройство быстрой фиксации на фиг. 11, подпружиненное относительно основной рукоятки в направлении сужения зева ключа.
На фиг. 16 приведен трубный ключ с двумя рукоятками и с кинематической схемой, схожей со схемой ключа на фиг. 12.
На фиг. 17 представлен трубный ключ по кинематической схеме ключа на фиг. 12 с направляющей с резьбовой поверхностью и устройством быстрой фиксации в виде гайки с кнопкой управления.
На фиг. 18 показан трубный ключ по кинематической схеме ключа на фиг. 16 с направляющей с резьбовой поверхностью и устройством быстрой фиксации в виде гайки с кнопкой управления.
На фиг. 19 изображен трубный ключ по кинематической схеме ключа на фиг. 4 с направляющей с резьбовой поверхностью и устройством быстрой фиксации в виде гайки с кнопкой управления.
Сущность предлагаемой конструкции трубного ключа и достигаемые с ее помощью результаты можно дополнительно пояснить на различных примерах ее реализации. Так на фиг. 3 показан стопорный элемент 1 с круглым отверстием 2 под направляющую 3 круглого поперечного сечения и с продолговатым отверстием 4 под вспомогательную направляющую также круглого поперечного сечения. Благодаря продолговатой форме отверстия 4 исключается возникновение сил реакции в его опорах в рабочем положении стопорного элемента 1 на направляющих при одновременном предотвращении вращения стопорного элемента 1 вокруг направляющей 3. Проушины 5 с отверстиями 6 стопорного элемента 1 служат для создания его шарнирного соединения с другим звеном кинематической цепи ключа.
По существу данный стопорный элемент 1 представляет собой простейшее устройство быстрой фиксации на направляющей 3, которое применено в трубном ключе на фиг. 4. Здесь трубный ключ 7 включает переднюю губку 8 и заднюю губку 9, образующие зев 10 ключа. Задняя губка 9 установлена на основной рукоятке 11, выполненной из металлического профиля с U-образным поперечным сечением. Передняя губка 8 соединена с направляющей 3 и с параллельной ей вспомогательной направляющей 12, которые выполнены путем загиба металлопроката в виде металлического круга и образуют дополнительную рукоятку 13. Устройство быстрой фиксации 14, выполненное аналогично стопорному элементу на фиг. 3, размещено на направляющей 3 и на вспомогательной направляющей 12 с возможностью перемещения в их продольном направлении. Проушины 5 устройства быстрой фиксации 14 с помощью оси 15 шарнирно соединены с основной рукояткой 11. Заклепки 16 служат для крепления задней губки 9 на основной рукоятке 11.
При возникновении раздвигающих усилий на губках 8, 9 ключа 7 в процессе сжатия рукояток 11, 13 при работе, например, с трубой, усилие с задней губки 9 передается через ось 15 на проушины 5 устройства быстрой фиксации 14. Поскольку опоры устройства быстрой фиксации 14 удовлетворяют условию автоматического фрикционного самоблокирования на направляющей 3, то происходит заклинивание устройства быстрой фиксации 14 на направляющей 3 и перемещения устройства быстрой фиксации 14 на направляющих 3, 12 не происходит. При необходимости изменения размера зева можно удерживая ключ 7 за дополнительную рукоятку 13 переместить устройство быстрой фиксации 14 за верхнюю его часть (данная зона приложения силы не удовлетворяет условию самоблокирования на направляющей 3) вместе с основной рукояткой 11.
Работа с ключом на фиг. 4 может быть, например, выполнена следующим образом. Пользователь одной рукой берется за дополнительную рукоятку 13, второй рукой, передвигая устройство быстрой фиксации 14 за верхнюю его часть, устанавливает размер зева 10 больше диаметра трубы, заводит зев 10 на трубу и передвигает устройство быстрой фиксации 14 за верхнюю его часть в направлении уменьшения размера зева 10 вплоть до соприкосновения с трубой. После чего рукой, перемещавшей устройство быстрой фиксации 14, обхватывает рукоятки 11, 13, создавая необходимое усилие зажима трубы губками 8, 9, и осуществляет вращение трубы путем нажатия рукой на основную рукоятку 11. При обратном вращении ключа 7 захват трубы ослабляется (снимается усилие на рукоятках 11, 13) и момент вращения с ключа 7 на трубу не передается. В сравнении с прототипом при перемещении устройства быстрой фиксации 14 не требуется предварительное нажатие на управляющую кнопку зубчатого блока, что дополнительно упрощает процесс подготовки к работе ключом 7.
В случае, если жесткости единичного стопорного элемента 1 недостаточно для нормальной работы ключа 7, то может быть применено устройство быстрой фиксации 14 пакетного типа, например, представленное на фиг. 5. Оно состоит из корпуса 17 с отверстиями 2, 4 под направляющие 3, 12 и с проушинами 5 с отверстиями 6. В корпусе 17 размещается пакет стопорных элементов 1 с возможностью продольного перемещения относительно друг друга (фиг. 6). В устройстве быстрой фиксации 14 пакетного типа нагрузка на проушины 5 распределяется между всеми стопорными элементами 1 пакета, число которых определяется несущей способностью отдельного стопорного элемента 1 и максимальной нагрузкой на устройство быстрой фиксации 14 пакетного типа в процессе работы ключом 7. В остальном работа трубного ключа на фиг. 6 идентична работе ключа на фиг. 4.
Пакет прямоугольных стопорных элементов 1 устройства быстрой фиксации 14 может быть собран, например, в корпус 17 из листового пружинящего материала, конструкция которого изображена на фиг. 7. В нем предусмотрен пружинящий прижим 18, прижимающий стопорные элементы 1 друг к другу, оставляя возможность их взаимного перемещения вдоль плоскости касания в процессе распределения нагрузки между ними. Трубный ключ 7 с данным типом устройства быстрой фиксации 14 приведен на фиг. 8.
Возможны и другие конструкции устройства быстрой фиксации 14, включающие ряд отдельных стопорных элементов 1 и обладающие повышенной нагрузочной способностью.
Конструкции ключей с двумя рукоятками и передней губкой, соединенной по меньшей мере с одной направляющей, могут также быть различными. В трубном ключе 7 на фиг. 9, например, передняя губка 8 U-образной формы соединена с одной направляющей 3, на которой размещено устройство быстрой фиксации 14 в виде стопорного элемента 1, аналогичного изображенному на фиг. 3 (продолговатое отверстие 4 может отсутствовать).
Направляющая 3 и вспомогательная направляющая 12 могут быть размещены на основной рукоятке 11, либо выполнять ее функцию, как это продемонстрировано на фиг. 10. В данном ключе 7 направляющая 3 и вспомогательная направляющая 12 образуют основную рукоятку 11, к которой прикреплена задняя губка 9. Стопорный элемент 1, являющийся устройством быстрой фиксации 14, размещен на направляющих 3, 12 таким образом, что можно осуществлять его перемещение за нижнюю часть, расположенную под направляющей 3.
В целях снижения усилий, требуемых для перемещения устройства быстрой фиксации 14 с эффектом фрикционного самоблокирования на направляющей, опорная часть отдельного стопорного элемента 1 или корпуса 17 пакета стопорных элементов 1 могут быть выполнены с разным размером баз сил реакции в опорах для различных направлений действия внешней силы. Так, например, в стопорном элементе 1 на фиг. 11 в области нажимной планки 19 выполнен выступ 20 с открытой канавкой 21 под направляющую 3.
Данный стопорный элемент 1 при приложении усилия к проушинам 5 в направлении выступа 20 блокируется на направляющей 3 аналогично рассмотренным выше стопорным элементам. При изменении направления действия внешней силы на противоположное открытая канавка 21 упирается в направляющую 3 и тем самым увеличивает базу сил реакции в опорах стопорного элемента (параметр b). В этом случае условие самоблокирования стопорного элемента 1 на направляющей не выполняется и он может перемещаться в направлении действия внешней силы.
Пример использования подобного стопорного элемента 1 представлен на фиг. 12. В данной конструкции ключа 7 основная рукоятка 11 с задней губкой 9 содержит направляющую 3, размещенную в отверстиях задней губки 9 и стойки 22, установленной на основной рукоятке 11. На направляющей 3 размещен стопорный элемент 1 конструкции, приведенной на фиг. 11. Проушины 5 стопорного элемента 1 осью 15 шарнирно связаны с передней губкой 8 Г-образной формы, которая подпружинена в направлении сужения зева 10 до упора в заднюю губку 9 с помощью плоской пружины 23, закрепленной на стопорном элементе 1 заклепкой 16. В данной конструкции возможно перемещение устройства быстрой фиксации 14 в виде стопорного элемента 1 в сторону увеличения размера зева 10 путем нажатия на нажимную планку 19 и в сторону уменьшения размера зева, прикладывая усилие в области проушин 5, либо на переднюю губку 8, поскольку при действии усилия в указанном направлении эффект фрикционного самоблокирования не наступает благодаря увеличенному параметру b для данного направления приложения внешней силы.
Работа конструкции ключа 7, подобной рассмотренной выше, с изделием в виде трубы 24 может быть проиллюстрирована с помощью ключа 7 на фиг. 13, 14. Отличием данного устройства является наличие тяги 25, присоединенной к стопорному элементу 1 и выходящей через боковой сквозной паз 26 основной рукоятки 11, выполнение ограничителей глубины зева 27 с торцевой стороны основной рукоятки 11, обращенной в направлении зева 10, а также присутствие ограничителя 28 поворота передней губки 8 на ее верхней поверхности. Для работы данным трубным ключом пользователю следует взять в одну руку основную рукоятку 11, пальцами второй руки нажать на нажимную планку 19 устройства быстрой фиксации 14 в направлении зева для увеличения его размера. Затем нужно подвести ключ 7 к трубе 24 так, чтобы в нее уперлись задняя губка 9 и ограничитель глубины зева 27. При этом часть Г-образной передней губки 8, соединяющей ее с устройством быстрой фиксации 14, располагается с зазором относительно трубы 24 (необходим для ее надежного захвата). После чего второй рукой тяга 25 перемещается в направлении сужения зева 10 вплоть до упора передней губки 8 в трубу 24. При этом возможное отклонение губки 8 в сторону раскрытия зева ограничивается ограничителем 28 в положении, когда он упирается в концевую часть плоской пружины 23 (фиг. 14). Ограничитель возможного отклонения передней губки 8 может быть выполнен также, например, в виде продолжения основной рукоятки 11 в области соединительной части Г-образной передней губки 8. Перемещение передней губки 8 тягой 25 позволяет дополнительно снизить необходимое для этого усилие и исключить ограниченный поворот устройства быстрой фиксации 14 на направляющей 3 в процессе перемещения, что дополнительно повышает точность позиционирования передней губки 8. Затем могут выполняться операции захвата и вращения трубы 24 путем нажатия на основную рукоятку 11 и свободного вращения ключа 7 относительно трубы 24 в обратном направлении при приложения усилия к основной рукоятке 11 в обратном направлении.
Трубный ключ 7 с одной основной рукояткой 11 может быть выполнен и на базе ключа на фиг. 4, как это продемонстрировано на фиг. 15. В данной конструкции дополнительная рукоятка 13 выполнена укороченной и изогнутой вниз для выполнения функции тяги для перемещения за нее передней губки 8. В качестве устройства быстрой фиксации 14 здесь применен стопорный элемент 1 с увеличенной базой сил реакции в опорах, который осью 15 шарнирно сочленен с основной рукояткой 11 и подпружинен относительно нее в направлении сужения зева 10 пружиной кручения 29, размещенной на оси 15 и опирающейся одним центральным концом в стопорный элемент 1 и двумя концами- в отверстия в основной рукоятке 11. Для раскрытия зева 10 в данном ключе 7 следует удерживая одной рукой основную рукоятку 11 второй рукой потянуть за верхнюю часть передней губки 8, а для его закрытия- потянуть второй рукой за концевую часть дополнительной рукоятки 13. В остальном работа с данным ключом 7 аналогична работе с ключом на фиг. 13, 14.
Конструкция ключа 7 по схеме на фиг. 12, 13, 14 может быть выполнена с двумя рукоятками, как это проиллюстрировано на фиг. 16. При этом процедуры изменения размера зева аналогичны процедурам для ключа 7 на фиг. 12. Уменьшить размер зева 10 в ключе 7 на фиг. 16 можно и потянув за дополнительную рукоятку 13. Работа с изделием данным ключом 7 аналогична работе с ключом 7 на фиг. 4.
В рассмотренных выше ключах 7 вместо устройства быстрой фиксации 14 на основе эффекта фрикционного самоблокирования могут быть использованы и иные устройства быстрой фиксации 14, например, система винт-управляемая гайка с возможностью быстрого разблокирования ее продольного положения на винте (используется в Патенте ЕР 3175953). В этом случае ключ 7 на фиг. 12 может иметь вид, представленный на фиг. 17. В нем использована направляющая с резьбовой поверхностью 30 (с упорным профилем), на которой размещено устройство быстрой фиксации 14 в виде управляемой гайки 31 с кнопкой управления 32. Использование данного ключа 7 аналогично процедурам в ключе-прототипе и несколько уступает по удобству пользования ключам с фрикционным блокированием. Вместе с тем, как об этом писалось выше, ключ 7 на фиг. 7 имеет преимущество перед ключом-прототипом по длине рычага при работе с изделиями большого диаметра и по кинематической жесткости.
Возможно выполнение ключа 7 с двумя рукоятками 11, 13 и с устройством быстрой фиксации 14 в виде системы винт-управляемая гайка на базе ключа 7 на фиг. 16 (фиг. 18), или, например, на базе ключа 7 на фиг. 4 (фиг. 19).
Все представленные конструкции предлагаемого трубного ключа не исчерпывают всего многообразия вариантов его выполнения в рамках существа предлагаемого изобретения. Для его изготовления могут быть использованы различные материалы, применены разнообразные формы элементов, использованы различные типы устройств быстрой фиксации.
Реализация различных вариантов предлагаемой конструкции трубного ключа позволяет не только сохранить основное достоинство прототипа-возможность быстрого изменения размера зева, но и повысить вращающий момент на изделиях большого диаметра при неизменной длине ключа в транспортировочном положении, увеличить кинематическую жесткость ключа, а также при использовании устройств быстрой фиксации на основе фрикционного самоблокирования сократить число операций при захвате изделия и тем самым повысить удобство пользования, увеличить точность установки требуемого размера зева, тем самым снизить длину губок и повысить надежность захвата изделия.
1. Трубный ключ, содержащий губку (8) и губку (9), образующие зев ключа, по крайней мере основную рукоятку (11), по меньшей мере одну направляющую (3) в виде стержня, зафиксированную относительно основной рукоятки (11), устройство (14) фиксации, установленное на направляющей (3) с возможностью перемещения вдоль нее в режиме регулирования размера зева и блокирования его перемещения вдоль направляющей (3) в рабочем режиме, отличающийся тем, что губка (8) связана с устройством (14) фиксации шарнирно, губка (9) закреплена на основной рукоятке (11), причем устройство (14) фиксации содержит по меньшей мере один стопорный элемент (1) с отверстием для размещения на направляющей (3), у которого расстояние между крайними точками контакта стопорного элемента (1) с направляющей (3) удовлетворяет следующему условию возникновения самоторможения его перемещения вдоль направляющей (3):
b≤2⋅L⋅μ/кз, мм
где b - расстояние между крайними точками контакта стопорного элемента с направляющей, мм;
L - расстояние между продольной осью направляющей и областью С приложения силы F к стопорному элементу, мм;
μ - коэффициент трения скольжения стопорного элемента о направляющую;
кз - конструктивный коэффициент запаса, значение которого больше единицы.
2. Трубный ключ, содержащий губку (8) и губку (9), образующие зев ключа, по крайней мере основную рукоятку (11), по меньшей мере одну направляющую (3) в виде стержня, механически связанную с губкой (8), устройство (14) фиксации, установленное на направляющей (3) с возможностью перемещения вдоль нее в режиме регулирования размера зева и блокирования его перемещения вдоль направляющей (3) в рабочем режиме, отличающийся тем, что губка (9) закреплена на основной рукоятке (11), при этом основная рукоятка (11) шарнирно связана с устройством (14) фиксации, причем устройство (14) фиксации содержит по меньшей мере один стопорный элемент (1) с отверстием для размещения на направляющей (3), у которого расстояние между крайними точками контакта стопорного элемента (1) с направляющей (3) удовлетворяет следующему условию возникновения самоторможения его перемещения вдоль направляющей (3):
b≤2⋅L⋅μ/кз, мм
где b - расстояние между крайними точками контакта стопорного элемента с направляющей, мм;
L - расстояние между продольной осью направляющей и областью С приложения силы F к стопорному элементу, мм;
μ - коэффициент трения скольжения стопорного элемента о направляющую;
кз - конструктивный коэффициент запаса, значение которого больше единицы.
3. Ключ по п.1 или 2, отличающийся тем, что стопорный элемент (1) выполнен с проушинами для шарнирного соединения с губкой (8) или основной рукояткой (11), а расстояние от оси отверстия стопорного элемента (1) под направляющую (3) до оси отверстий проушин составляет не менее расстояния L между продольной осью направляющей (3) и областью С приложения силы F к стопорному элементу (1), удовлетворяющему условию возникновения самоторможения.
4. Ключ по п.3, отличающийся тем, что величина b различна при осуществлении прямого и обратного направления перемещения стопорного элемента (1) вдоль направляющей (3), при этом стопорный элемент (1) имеет возможность самоторможения при перемещении вдоль направляющей для одного из указанных направлений перемещения.
5. Ключ по п.1 или 2, отличающийся тем, что устройство (14) фиксации содержит корпус, в котором по меньшей мере два стопорных элемента (1) собраны в пакет.
6. Ключ по п.1, отличающийся тем, что губка (9) выполнена Г-образной формы и подпружинена в направлении сужения зева, при этом ключ снабжен ограничителем поворота губки (9) в направлении увеличения размера зева.
7. Ключ по п.1 или 2, отличающийся тем, что основная рукоятка (11) выполнена из металлического профиля с U-образным поперечным сечением, причем основная рукоятка (11) имеет ограничители глубины зева с торцевой стороны, обращенной в направлении зева.
8. Ключ по п.1, отличающийся тем, что направляющая (3) установлена на основной рукоятке (11), основная рукоятка (11) выполнена из металлического профиля с U-образным поперечным сечением, при этом боковая сторона металлического профиля выполнена со сквозным пазом, а ключ снабжен тягой, присоединенной к устройству (14) фиксации и расположенной в указанном пазу.
9. Ключ по п.1 или 2, отличающийся тем, что ключ снабжен дополнительной направляющей, при этом направляющая (3) и дополнительная направляющая выполнены из загнутого металлопроката круглого сечения.
10. Ключ по п.1 или 2, отличающийся тем, что ключ снабжен дополнительной рукояткой, механически соединенной с губкой (8).
