Гаечный разводной ключ

 

Сущность изобретения: червяк (3) и ходовой винт (4) размещены в каналах (11, 13) головки ключа параллельно друг другу. Их цапфы (35, 37) размещены во вкладыше (6), установленном в каналах (11, 13) и закрепленном в головке ключа. Ведущая шестерня (15) цилиндрической зубчатой передачи жестко установлена на цапфе (37) ходового винта (4), ведомая (14) - на цапфе (35) червяка (3). На наружной поверхности головки выполнены сообщенный с каналом (13) паз (26) и пересекающее его со стороны неподвижной губки (10) отверстие (27) для размещения гашетки (5). 7 ил.

Изобретение относится к ручным инструментам для завинчивания, отвинчивания гаек, винтов, болтов, преимущественно крупных типоразмеров, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства.

Известно устройство ключ гаечный разводной, содержащий корпус ключа из объемной штамповки, губку подвижную, червяк, ось червяка и пружину (ГОСТ 7275-75).

К причинам, препятствующим достижению требуемого результата при использовании известного устройства, относится то, что в известном устройстве элемент привода (червяк) для регулирования зева вводится в действие путем вращения червяка пальцами руки с ограниченной скоростью, в результате чего требуется значительное время (измеряемое десятками секунд) для регулирования раскрытия зева на максимальный размер.

Известно устройство ключ разводной, содержащий подвижную губку, перемещаемую под действием червяка, приводной механизм которого в виде валика с винтовой канавкой, установленной в рукоятке ключа, обеспечивает при действии большого пальца руки на кнопку с бобышкой, входящей в винтовую канавку валика, вращение червяка через зубчатую передачу (патент США N 3640159, 1972).

К причинам, препятствующим достижению требуемого результата при использовании известного устройства, относится то, что в известном устройстве не достигается безотказность в работе и высок уровень трудозатрат на изготовление.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному объекту по совокупности признаков является устройство ключ разводной с открытым зевом, содержащий корпус ключа в составе головки и рукоятки, подвижную губку, червяк с ведомой конической шестерней, крышку с ходовым винтом, ведущей конической шестерней и гашетку для регулирования зева (патент США N 4046034, 1977), принято за прототип.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принято за прототип, относится то, что в известном устройстве не достигается требуемая плавность и точность при регулировании зева ключа из-за повышенной деформативности головки ключа в зоне расположения подвижной губки, а для крупногабаритных разводных ключей существуют геометрические ограничения при реализации кинематической схемы известного устройства в связи с существенным увеличением толщины головки и рукоятки и соответствующим увеличением массы ключа.

Сущность изобретения заключается в следующем.

1. В прототипе опора червяка, воспринимающая осевую нагрузку от губки подвижной, установлена в винте опорном, вводимом в резьбовое отверстие в головке ключа со стороны, противоположной расположению неподвижной губки. При действии рабочей нагрузки не обеспечивается сохранение положения опорной плоскости ведомой конической шестерни. Этому способствует несимметричность нагрузки, передаваемой на винт опорный, из-за отсутствия резьбы на значительном участке по окружности в головке ключа. В связи с этим в зоне восприятия нагрузки от подвижной губки и от крутящего момента, передаваемого от рукоятки, имеет место повышенная деформативность головки ключа из-за пересечения каналов, в которых располагаются ствол подвижной губки и опорный винт. При установке опорного винта, а также при его деформации под воздействием осевой нагрузки, не исключается силовое воздействие на коническую передачу, что при отсутствии регулировки положения ведущей конической шестерни приводит к прерывистому характеру зацепления и не обеспечивает достижения требуемого технического результата.

Размещение в прототипе винта ходового с ведущей конической шестерней на крышке, установленной в полости, сформированной на рукоятке, затрудняет достижение требуемого зацепления конических шестерен и приводит к возрастанию массы рукоятки в связи с существенным увеличением ее толщины (по сравнению с нерегулируемыми гаечными ключами) и к увеличению габаритов ключа, а также увеличиваются трудозатраты на изготовление крышки и полости на рукоятке с элементами крепления, к которым предъявляются высокие требования по точности.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в изменении структуры устройства, принятого за прототип, с целью улучшения контакта рабочих органов для обеспечения требуемого зацепления, уменьшения массы, габаритов ключа и трудозатрат.

2. При осуществлении заявленного изобретения может быть получен технический результат в увеличении контакта рабочих органов (улучшение плавности и повышение точности регулирования зева ключа), в уменьшении массы за счет изготовления рукоятки без утолщения для размещения крышки с ходовым винтом и ведущей конической шестерней, в уменьшении габаритов головки ключа, а также в уменьшении трудозатрат за счет замены конических шестерен цилиндрическими, аннулирования крышки, опорного винта, исключения формирования полости в рукоятке и регулирования зацепления конических передач.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве: ключ гаечный разводной, содержащий выполненные за одно целое головку ключа и рукоятку, подвижную губку, размещенные в соответствующих каналах червяк и ходовой винт, сквозной паз, сообщенный с каналом для размещения ходового винта, и гашетку для регулирования раскрытия зева; оно снабжено установленными на цапфах червяка и ходового винта цилиндрическими шестернями, находящимися в зацеплении друг с другом, каналы для размещения червяка и ходового винта выполнены в головке параллельно друг другу, а опоры червяка и ходового винта расположены в едином вкладыше, установленном и закрепленном в головке ключа, сквозной паз образован на головке и пересечен в начале паза со стороны неподвижной губки отверстием для сочленения гашетки с ходовым винтом, ось отверстия выполнена перпендикулярно плоскости контакта с гашеткой, при этом длина сквозного паза определена по зависимости где L длина паза; s максимальный зев; h шаг ходового винта; m модуль червяка; z₁ число зубьев цилиндрической шестерни, установленной на ходовом винте; z₂ число зубьев цилиндрической шестерни, установленной на червяке;
D диаметр отверстия;
b ширина паза.

Между совокупностью признаков, перечисленных из формулы изобретения, и вышеизложенным техническим результатом имеет место причиноследственная связь.

Кинематическая связь червяка и ходового винта через установленные на их цапфы цилиндрические шестерни повышает точность регулирования раскрытия зева ключа. Этому способствует размещение цапф червяка и ходового винта в едином вкладыше.

Размещение винта ходового с гашеткой для регулирования зева в головке ключа позволяет обеспечить оптимальное сечение рукоятки ключа, так как отпадает необходимость утолщения рукоятки с целью размещения в ней ходового винта, что приводит к уменьшению массы ключа.

Замена конических шестерен на цилиндрические, аннулирование винта опорного и крышки, исключение сложных образований на рукоятке для установки крышки с ходовым винтом, позволяет обеспечить технический результат в части снижения трудозатрат на изготовление ключа.

Образование на головке сквозного паза и пересечение в начале паза со стороны неподвижной губки отверстием позволяют обеспечить через него при сборке сочленение гашетки с винтовой канавкой ходового винта. Данное техническое решение позволяет упростить конструкцию гашетки и выполнить ее из одной детали (обычно гашетка состоит, как минимум, из двух частей, соединяемых в неразборную конструкцию). Кроме того, исключается необходимость использования дополнительных узлов (крышки, планки), в которых располагают ходовые винты с сочлененными гашетками. Использование дополнительных узлов повышает требования к точности изготовления и соответственно увеличиваются трудозатраты (см. например, патент США N 3640159, 1972; патент США N 4046034, 1977).

Таким образом, признаки, приведенные в формуле изобретения, относятся к категории существенных признаков.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенном в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требования изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений, с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусмотренных преобразований на достижение технического результата, в частности, заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования:
дополнение известного средства какой-либо известной частью, для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений;
замена какой-либо части известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние такой замены;
исключение какой-либо части средства с одновременным исключением обусловленной ее наличием функции и достижением при этом обычного для того исключения результата;
увеличением количества однотипных элементов для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов;
выполнение известного средства или его части из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами материала;
создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между ними осуществлены на основании известных правил, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого объекта и связью между ними.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

На чертежах представлены конструктивные схемы заявляемого устройства, где изображены: на фиг. 1 общий вид ключа гаечного разводного; на фиг. 2 вид на головку ключа (разрез А-А); на фиг. 3 вид на губку подвижную (вид А); на фиг. 4- вид на ходовой винт; на фиг. 5 вид на гашетку; на фиг. 6 вид на вкладыш.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, заключается в следующем.

Ключ гаечный разводной (Фиг. 1 и Фиг. 2) содержит составные части: корпус ключа 1, подвижную губку 2, червяк 3, ходовой винт 4, гашетку 5, вкладыш 6, винт 7.

Корпус ключа 1 выполнен за одно целое из головки 8 и рукоятки 9. На головке сформирована неподвижная губка 10. Внутри головки (фиг. 2) образованы в одной плоскости канал 11 для размещения червяка 3, канал 12 для размещения ствольной части подвижной губки 2, канал 13 для размещения ходового винта 4. Каналы 11, 12, 13 соединены между собой за счет их пересечения, обеспечивая зацепление червяка и подвижной губки, а также цилиндрических шестерен 14, 15, закрепленных на цапфах червяка и ходового винта. В каналах 11 и 13 установлен вкладыш 6. Канал 11 имеет протяженность до стенки 16, в которой выполнено отверстие 17 для размещения цапфы 18 червяка. Расстояние между осями канала 11 и канала 12 выбрано из условия образования перемычек 19. На головке 8 выполнена щель 20 (фиг. 3), перпендикулярная плоскости 21 и пересекающаяся с каналом 12. Боковые стенки 22 щели и канал 12 образованы для направления движения подвижной губки в корпусе ключа. В зоне расположения неподвижной губки 10 (фиг. 2) выполнен сквозной канал 23 овального сечения, пересекающийся с каналом 12, для расположения в нем выступающей части подвижной губки. На губке неподвижной образованы зоны 24 (фиг. 1) с целью уменьшения массы и для расширения возможностей при эксплуатации. На наружной поверхности головки образована площадка 25 (фиг. 1, фиг. 4) и выполнен сквозной паз 26 для сочленения гашетки 5 и винта ходового 4. Для установки гашетки использовано отверстие 27. На головке выполнено сквозное резьбовое отверстие 28 (фиг. 5) для соединения вкладыш 6 с головкой с помощью винта 7. Рукоятка 9 имеет двутавровое сечение. В стенке 29 (фиг. 1), имеющей протяженность на длине рукоятки, выполнено отверстие 30, предназначенное для закрепления ключа при хранении.

На подвижной губке 2 (фиг. 2) образован цилиндрический ствол 31 для сопряжения с каналом 12 и зоны 32 с целью уменьшения массы и расширения возможностей при эксплуатации. На стволе выполнены зубья 33 для зацепления с червяком.

На червяке 3 сформирована винтовая резьба 34, преимущественно многозаходная, для зацепления с подвижной губкой. Цапфа 18 использована в качестве опоры, размещаемой в отверстии 17. На другой цапфе 35 прочно закреплена ведомая цилиндрическая шестерня 14.

Ходовой винт 4 имеет винтовую канавку 36 (фиг. 2, фиг. 4) для сочленения с гашеткой 5. На цапфе 37 ходового винта прочно закреплена ведущая цилиндрическая шестерня 15.

На гашетке 5 (фиг. 4, фиг. 6) образован буртик 38, обеспечивающий перемещение гашетки в сквозном пазе 26. Для сочленения гашетки с ходовым винтом образован выступ 39.

При сборке ключа гаечного разводного (фиг. 2) в канал 12 устанавливают подвижную губку и перемещают до смыкания с неподвижной губкой. Затем со стороны входа в канал 11 вкладывают червяк с установленной на нем ведущей цилиндрической шестерней и производят зацепления червяка и подвижной губки, которые совместно перемещают с установкой цапфы 18 червяка в отверстие 17. При этом необходимо обеспечить установку максимального зева ключа. Далее через отверстие 27 (фиг. 1) вставляют гашетку 5 и в канал 13 (фиг. 2) вводят ходовой винт 4 и обеспечивают его зацепление с гашеткой. Затем гашетку и ходовой винт совместно перемещают с установкой цапфы ходового винта в отверстие 40 на головке и обеспечением крайне левого положения гашетки, а также зацепления цилиндрических шестерен 15 и 14. После этого выполняют установку вкладыша 6 и его соединение с головкой ключа винтом 7 (фиг 1, фиг. 6).

Регулировка раскрытия зева ключа производится следующим образом (фиг. 1). Перемещая гашетку 5 вдоль паза 26, обеспечивают вращение ходового винта 4 и через цилиндрические шестерни 15, 14 (фиг. 2) вращение передается червяку 3, а далее через зубья 33, выполненные на подвижной губке, осуществляется ее плавное возвратно-поступательное движение и регулирование раскрытия зева ключа.

При выполнении в стадии проектирования и изготовления рекомендации по определению длины сквозного паза по зависимости, приведенной в формуле изобретения, при смыкании губок между собой ось гашетки 5 не доходит до оси отверстия 27, пересекающего сквозной продольный паз 26, и тем самым предотвращается произвольный демонтаж (выпадение) гашетки (фиг. 7).

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в различных отраслях промышленности и народного хозяйства;
для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимости пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до приоритета средств и методов;
средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применяемость" по действующему законодательству.

Формула изобретения

Гаечный разводной ключ, содержащий выполненные за одно целое рукоятку и головку с двумя расположенными в одной плоскости и сообщенными между собой каналами подвижную губку, ствол которой размещен в первом канале, червяк, размещенный во втором канале и предназначенный для взаимодействия с подвижной губкой, ходовой винт, кинематически связанный с червяком, и установленную с возможностью перемещения гашетку для регулирования зева, выступ которой предназначен для взаимодействия с ходовым винтом, отличающийся тем, что в головке ключа выполнен третий канал, параллельный второму каналу и сообщенный с ним, ходовой винт установлен в третьем канале, ключ снабжен установленным во втором и третьем каналах и закрепленным в головке вкладышем, предназначенным для размещения в нем цапф червяка и ходового винта, кинематическая связь между червяком и ходовым винтом выполнена в виде цилиндрической зубчатой передачи, у которой ведущая шестерня жестко установлена на цапфе ходового винта, ведомая - на цапфе червяка, на наружной поверхности головки выполнены сообщенный с третьим каналом паз и пересекающее его со стороны неподвижной губки отверстие, предназначенные для размещения гашетки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7