Вороток-держатель накидной головки с переключаемым односторонним заклиниванием штифта с сечением в виде квадрата с накидной головкой относительно корпуса воротка

 

Изобретение относится к области слесарной техники и может быть использовано также в протезостроении как насадка к рабочим протезам руки. В воротке-держателе накидной головки с переключаемым односторонним заклиниванием штифта с сечением в виде квадрата с накидной головкой относительно корпуса воротка имеется корпус с головкой для откручивания и закручивания болтов и гаек и рукоятка. В него введены барабан, вкладыши, штифт с сечением в виде квадрата со сферическими лунками, подпружиненный шарик, клин с осью и пружиной и переключатель. Вкладыши вставлены в отверстия корпуса с внутренних сторон вилки. Между ними помещен барабан, в отверстие которого вставлены пружина шарика и шарик, в совмещенные квадратные отверстия барабана и вкладышей вставлен штифт с сечением в виде квадрата так, чтобы шарик попал в одну из двух сферических лунок штифта, с сечением в виде квадрата. Технический результат заключается в обеспечении переключаемой бесступенчатой односторонней фиксации вращения штифта с сечением в виде квадрата с накидной головкой относительно корпуса воротка, минимизации шага фиксации без потери прочности и без увеличения габаритов воротка. 3 ил.

Изобретение относится к области слесарной техники и может быть использовано также в области медицинской техники как насадка к рабочим протезам руки.

Известна насадка на гаечный ключ к рабочему протезу руки [1].

Однако эта насадка обладает ограниченным диапазоном использования по форме откручиваемых гаек и болтов и по усилиям, применяемым при их откручивании.

Наиболее близким по технической сущности аналогом является ключ торцовый, содержащий корпус с головкой для откручивания болтов и гаек и рукоятку [2].

Однако этот ключ обладает также ограниченным объемом применения.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение переключаемой бесступенчатой односторонней фиксации (заклинивания) вращения штифта с сечением в виде квадрата с накидной головкой относительно корпуса воротка, минимизация шага (ступеньки) фиксации без потери прочности и без увеличения габаритов воротка.

Поставленная задача решается тем, что в воротке-держателе, содержащем корпус с головкой для откручивания гаек и болтов и рукоятку, отличительной особенностью является то, что в него введены барабан, вкладыши, штифт с сечением в виде квадрата со сферическими лунками, подпружиненный шарик, клин с осью и пружиной и переключатель, причем вкладыши вставлены в отверстия корпуса с внутренних сторон вилки, между ними помещен барабан, в отверстие которого вставлена пружина шарика и шарик, в совмещенные квадратные отверстия барабана и вкладышей вставлен штифт с сечением в виде квадрата таким образом, чтобы шарик попал в одну из двух сферических лунок штифта с сечением в виде квадрата, клин закреплен на корпусе воротка осью клина таким образом, чтобы при воздействии пружины клина через переключатель, вставленный в скобы клина, клин мог постоянно находиться в контакте с барабаном, контактная поверхность которого имеет форму тела вращения, ось которого совпадает с осью симметрии штифта с сечением в виде квадрата и является осью вращения накидной головки. Клин с ответной контактной поверхностью соединен с корпусом осью и через переключатель упругим элементом, обеспечивающим постоянный контакт между барабаном и клином в заданном переключателем положении, а коэффициент трения контактирующих поверхностей барабана и клина должен быть больше тангенса угла между воображаемыми линиями, проходящими через точку взаимного контакта барабана и осями барабана и клина соответственно.

Совокупность приведенных признаков, обеспечивающих одностороннее переключаемое бесступенчатое заклинивание вращения (относительно корпуса) барабана со штифтом с сечением в виде квадрата и надетой на него накидной головкой, свободное беззвучное расклинивание при вращении барабана в обратном направлении и минимальный шаг (ступенька) фиксации, не обнаружена в науке и технике до даты подачи заявки, что соответствует требованию "новизна". Таким образом, заявленное техническое решение соответствует критерию "положительный эффект". Помимо этого авторами не обнаружено подобных решений, следовательно, совокупность существенных признаков отвечает критерию "существенные отличия".

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематически изображен вороток-держатель накидной головки с переключаемым односторонним заклиниванием штифта с сечением в виде квадрата с накидной головкой относительно корпуса воротка; на фиг. 2 - упрощенная конструкция; на фиг. 3 - cхема взаимодействия барабана и клина.

Вороток-держатель накидной головки содержит барабан 1, вкладыши 2, штифт с сечением в виде квадрата 3, шарик 4, пружину шарика 5, корпус воротка 6, клин 7, ось клина 8, пружину клина 9 и переключатель 10. Вкладыши 2 вставлены в отверстия корпуса 6 с внутренних сторон вилки, между ними помещен барабан 1, в отверстие которого вставлена пружина шарика 5 и шарик 4, в совмещенные квадратные отверстия барабана 1 и вкладышей 2 вставлен штифт с сечением в виде квадрата 3 таким образом, чтобы шарик 4 попал в одну из двух сферических лунок штифта с сечением в виде квадрата 3, а клин 7 закреплен на корпусе воротка 6 осью клина 8 таким образом, чтобы при воздействии пружины клина 9 через переключатель 10, вставленный в скобы клина 7, клин 7 мог бы постоянно находиться в контакте с барабаном 1 в заданном переключателем 10 положении. Контактная поверхность барабана 1 имеет форму тела вращения, ось которого совпадает с осью симметрии штифта с сечением в виде квадрата 3 и является осью вращения накидной головки. Место расположения оси клина 8 на корпусе воротка 6 выбрано таким образом, что коэффициент трения контактирующих поверхностей барабана 1 и клина 7 больше тангенса угла ϕ (ϕ - угол между воображаемыми линиями, проходящими через точку контакта барабана 1 и клина 7 и осями барабана 1 и клина 8 соответственно).

Рассмотрим схему взаимодействия барабана и клина на фиг. 3. Пружина, работающая на растяжение, обеспечивает постоянный контакт между барабаном и клином в токе "K". Так как в точках "А" и "Б" - шарниры, то в результате взаимодействия барабана и клина в шарнирах могут возникнуть только силы, действующие вдоль линий, проходящих через них и через точку "К". При действии момента "М" по часовой стрелке барабан будет свободно вращаться, проскальзывая своей цилиндрической поверхностью по плоскости клина в точке контакта "К". При действии момента "М" против часовой стрелки (как показано на фиг. 3) барабан будет либо проскальзывать, либо за счет трения заклинит и возникнут силы P_τ, P^N_A и P^N_Б , действующие на барабан в результате взаимодействия барабана и клина. Таким образом, имеем отсюда P_τ = P^N_A·tgα. Условием возникновения этих сил является отсутствие проскальзывания между барабаном и клином, а это возможно только, когда P_трения = P^N_A·f_тр > P_τ = P^N_A·tgα, или f_тр > tgα, где f_тр - коэффициент трения между барабаном и клином.

Вороток-держатель накидной головки с переключаемым односторонним заклиниванием штифта с сечением в виде квадрата с накидной головкой функционирует следующим образом.

При вращении барабана против часовой стрелки возникает касательное усилие P_τ, обусловленное наличием силы P_N, созданной усилием растянутой пружины клина 9, создающей момент, вращающий клин 7 по часовой стрелке. В результате происходит проскальзывание барабана по клину. При попытке поворота барабана по часовой стрелке за счет сил трения происходит заклинивание, и вращение барабана 1 (с вкладышами 2, с штифтом с сечением в виде квадрата 3 и надетой на него накидной головкой) относительно корпуса воротка 6 становится невозможным.

Таким образом, если накидная головка надета на гайку или головку болта, мы можем их, если они имеют "правую" резьбу, откручивать, а при "левой" резьбе - закручивать обыкновенным покачиванием воротка-держателя накидной головки.

Если же нам надо изменить направление заклинивания, то это можно сделать двумя способами: а) снять накидную головку и усилием, приложенным вдоль оси штифта с сечением в виде квадрата 3, переместить его вправо до попадания шарика в другую, левую, лунку и надеть накидную головку на штифт с сечением в виде квадрата с правой стороны корпуса воротка (см. фиг. 1); б) приподнять выступающий из корпуса воротка 6 конец переключателя 10 и переместить его вправо до попадания правой скобы клина 7 в правую лунку переключателя 10.

Вороток-держатель накидной головки может быть немного упрощен и облегчен, для этого необходимо убрать переключатель 10 и изменить форму клина 7. Такая упрощенная конструкция показана на фиг. 2.

При соответствующем изменении формы рукоятки воротка-держателя его можно использовать в качестве рабочей насадки к протезам верхних конечностей, и таким модифицированным воротком-держателем смогут пользоваться инвалиды - слесари, работающие как в городе, так и в сельской местности.

Применение предлагаемого воротка-держателя накидной головки позволит бесшумно откручивать и закручивать гайки и болты в труднодоступных местах за счет минимального угла заклинивания при обеспечении высокой прочности конструкции воротка.

Источники информации 1. Справочник по протезированию /Под ред. В.И.Филатова. - Л.: Медицина, 1978, с. 176, рис. 27.

2. Полуфабрикаты, сборочные узлы, инструменты и оборудование протезного производства. Каталог - М.: Техснабэкспорт, 1987, с. 166-6.5, Ключ торцовый И-225.

Формула изобретения

Вороток-держатель накидной головки с переключаемым односторонним заклиниванием штифта с сечением в виде квадрата с накидной головкой относительно корпуса воротка, содержащий корпус с головкой для откручивания и закручивания болтов и гаек и рукоятку, отличающийся тем, что в него введены барабан, вкладыши, штифт с сечением в виде квадрата со сферическими лунками, подпружиненный шарик, клин с осью и пружиной и переключатель, причем вкладыши вставлены в отверстия корпуса с внутренних сторон вилки, между ними помещен барабан, в отверстие которого вставлены пружина шарика и шарик, в совмещенные квадратные отверстия барабана и вкладышей вставлен штифт с сечением в виде квадрата так, чтобы шарик попал в одну из двух сферических лунок штифта с сечением в виде квадрата, клин закреплен на корпусе воротка осью клина с возможностью воздействия пружины клина через переключатель, вставленный в скобы клина, постоянно находящегося в контакте с барабаном, контактная поверхность которого имеет форму тела вращения, ось которого совпадает с осью симметрии штифта с сечением в виде квадрата, являющейся осью вращения накидной головки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3