CN103459093B - 用于拧紧螺纹紧固件的设备 - Google Patents

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Abstract

一种供工具组件在绕轴线执行拧紧或松开螺纹紧固件操作中使用的设备，且在一个示例中，该设备包括：下部夹持组件（110）；上部夹持组件（120）；反作用适配器组件（130）；以及形成在上部夹持组件和反作用适配器组件之间的弹簧组件（140）。有利的是，操作员无需改变该设备的初始设置即可拧紧或松开所有的紧固件。下部夹持组件避免了为将设备保持在紧固件附近所需的额外的操作员及沉重且庞大的装备。上部夹持组件使操作员易于使设备旋转。弹簧组件使设备稳定且易于调节设备的竖向高度。反作用适配器大体抵消工具组件在操作期间的反作用旋转力。驱动头（312、322）使工具组件（310、320）易于与紧固件对准并快速且安全地安装其上。能更快、更廉价且具有非常小或没有伤害操作员风险地完成绕轴线的拧紧操作。

Description

用于拧紧螺纹紧固件的设备
相关申请的交叉参考
本申请是下列美国申请或PCT申请的继续申请和/或部分继续申请，即：2009年4月22日提交的、题为“Reaction Adaptors for Torque Power Tools and Methods of Usingthe Same”的、序列号为12/428200的美国申请；2009年10月07日提交的、题为“ReactionAdaptors for Torque Power Tools and Methods of Using the Same”的、序列号为12/574784的美国申请；2009年11月16日提交的、题为“Reaction Adaptors for Torque PowerTools”的、序列号为61/261378的美国申请；2009年12月08日提交的、题为“Apparatus forTightening or Loosening Fasteners”的序列号为61/267694的美国申请；2010年4月23日提交的、题为“Apparatus for Tightening or Loosening Fasteners”的、申请号为PCT/US10/032139的PCT申请；2010年11月16日提交的、题为“Apparatus for Tightening orLoosening Fasteners”的、申请号为PCT/US10/56907的PCT申请；以及2011年2月17日提交的、题为“Apparatus for Tightening or Loosening Fasteners”的、序列号为61/443736的美国申请，这些申请的全部内容通过参引结合于此。
技术领域
创新的反作用夹具和适配器通过近来的专利申请公开已知，并且应用在反转应用的场合，诸如地下采矿、挖掘和隧道操作。需要一种创新的用于反转凹头螺钉(SHCS)拧紧应用的反作用夹具解决方案，特别是在主停止阀(MSV)压力密封头处的连接锁闭(jointclosure)。
背景技术
现有的方法需要沉重且庞大的装备以将法兰和扭矩动力工具保持到待锁闭的接合处，以便拧紧或松开螺纹紧固件。其它的方法包括将所需的装备悬挂在邻近的结构上，使用枢接的臂或其它支撑夹具。通常需要多个操作员来执行一个拧紧或松开操作，这是一项耗费若干个小时的有挑战性的工作。操作员受伤害也是常见的。
需要一种能够克服现有技术不足的反作用机构。
发明内容
本发明由此设计成用于解决这些问题。
公开了一种与工具组件一起在绕轴线进行拧紧或松开螺纹紧固件操作中使用的设备，并且在一个示例中，该设备包括：下部夹持组件；上部夹持组件；反作用适配器组件；以及形成在上部夹持组件和反作用适配器组件之间的弹簧组件。有利的是，操作员无需改变该设备的初始设置即可拧紧或松开所有的紧固件。下部夹持组件避免了为将设备保持在紧固件附近所需的额外的操作员以及沉重且庞大的装备。上部夹持组件使操作员易于旋转设备。弹簧组件使设备稳定且易于调节设备的竖向高度。反作用适配器大体抵消工具组件在操作期间的反作用旋转力。驱动头使工具组件与紧固件易于对准并快速且安全地安装在紧固件上。能更快、更廉价且具有非常小或没有伤害操作员风险地完成绕轴线的拧紧操作。
附图说明
为了更加完全地理解本申请的本质和优点以及优选的使用模式，结合附图阅读以下详细的说明，在附图中：
图1是本发明的一个实施例的仰视立体图；
图2是图1的侧视图；
图3是图1的第二侧视图；
图4是图2的放大视图；以及
图5是图1的俯视立体图。
具体实施方式
参照图1，通过举例示出了本发明的第一方面。提供一种用于在区位200处无反作用力且无需手动地拧紧和松开螺纹紧固件230的设备100，该区位为主停止阀的压力密封头202处的反转凹头螺钉(SHCS)的连接锁闭部201。该区位200包括管状杆210、法兰220以及紧固件或凹头螺钉230。
设备100包括下部夹持组件110、上部夹持组件120、反作用适配器组件130以及形成在上部夹持组件120和反作用适配器组件130之间的弹簧组件140。下部夹持组件110(例如是固定夹持件)包括具有第一部分112和第二部分113的环状中空体111。第一部分112和第二部分113在一侧通过铰链连接(未示出)并且在另一侧通过锁闭机构114(例如固定螺丝钉)连接。下部夹持组件110不可旋转地连接到管状杆210并且可以与管状杆210干涉配合，这防止安装时的竖向和旋转运动。它支撑设备100的其它部分和工具组件300，工具组件300包括工具310和320以及其它辅助部件，所述其它辅助部件包括六角头(hex socket)311和321以及驱动头312和322。下部夹持组件110用于将设备100和工具组件300设定在使阳六角头311和321接合在紧固件230的帽螺钉中所需的预定高度H100。注意到下部夹持组件110具有高度H110。下部夹持组件110使设备在设置后无需手动操作。
上部夹持组件120(例如可调整的夹持件)包括具有第一部分212和第二部分213的环状中空体121。第一部分212包括平台124。第一部分212和第二部分213以与下部夹持组件110的第一部分112和第二部分113相类似的方式连接。如图3所示，铰链126连接第一部分212和第二部分213。上部夹持组件120通过拧紧锁闭机构(例如是固定螺丝钉)(在图中未示出)可旋转地连接到管状杆210。该锁闭导致宽松的公差，该公差允许上部夹持组件120绕管状杆210的轴线旋转。搁置在下部夹持组件110上的上部夹持组件同样可绕下部夹持组件110旋转。上部夹持组件120用于将设备100和工具组件300设定在使阳六角头311和321接合在紧固件230的帽螺钉中所需的预定高度H120。注意到，环状中空体121具有高度H121。注意到，平台124可形成为任意适当的形状以及任意合适的尺寸，且在这里形成为梯形的。
反作用适配器组件在于2010年04月23日提交的、题为“Apparatus forTightening or Loosening Fasteners”的、申请号为PCT/US10/032139的共同申请人的国际专利申请(‘139申请)中公开和论述了，其整个内容通过引用包括在本文中。这种反作用适配器组件在商业中以申请人的商标名称TWIN使用。反作用适配器130(与‘139申请中描述的那些类型类似)连接工具310和320，以使得在操作期间所产生的反作用力彼此互相吸收和抵消。应用到紧固件230的扭矩以及因此反作用力大体相等且相反。注意到‘139申请中的各方面的各种变型、组合以及替换和改型都可以与本发明结合使用。
弹簧组件140形成在上部夹持组件120的平台124和反作用适配器组件130之间且连接到上部夹持组件120的平台124。弹簧组件140包括带有伸缩芯的三个卷簧，允许反作用适配组件130以及因此工具310和320以及其它辅助部件上下运动，所述其它辅助部件包括六角头311和321以及驱动头312和322。弹簧组件140将恒定压力保持在反作用适配器组件130以及因此工具组件300上，以保持阳六角头311和321与凹头螺钉(SHCS)230在区位200处的接合。进一步，弹簧组件140允许在松开时将阳六角头311和321从凹头螺钉(SHCS)230移除。操作员能够将阳六角头311和321从一组凹头螺钉(SHCS)230移除，旋转阳六角头并将阳六角头替换到另一组凹头螺钉(SHCS)230上。因此操作员无需更改初始设置就可以拧紧所有位于区位200处的凹头螺钉(SHCS)230。
图2示出了与设备100有关的各种高度。H100表示下部夹持组件110的下表面与法兰220的下表面之间的距离。H110表示下部夹持组件110的高度。H120表示上部夹持组件120的高度。H130表示反作用组件130的下表面与法兰220的下表面之间的距离。H140表示弹簧组件140的不同高度。需要注意，H200和H210是取决于进一步沿管状杆210的特性的任意距离。
在将设备100和工具组件300围绕区位200安装期间，操作员将下部夹持组件110安装到距法兰220预定高度H100处。然后操作员安装上部夹持组件120。弹簧组件140安装在上部夹持组件120的平台124与反作用适配器组件130之间。工具310和320附接到反作用适配器组件130并且阳六角头311和321安装到工具的驱动轴上。操作员执行与该安装工序相反的操作，用以将设备100和工具组件300从区位200处拆装。
在设备100的操作期间，操作员使用驱动头312和322使阳六角头311和321与多个凹头螺钉(SHCS)230中的两个阴六角的接合部一致地定向。驱动头312和311允许操作员无需移除工具310和320即可旋转并定位反作用适配器组件130。这些六角部件一旦对准并定位，将与所选定的两个凹头螺钉230保持接合。然后操作员根据需要拧紧或松开所选定的两个凹头螺钉230。操作员通过向弹簧组件140施加压力使阳六角头311和321从选定的两个凹头螺钉230脱离接合，然后旋转上部夹持组件120并因此旋转所有其它所附接的部件，以将两个另外的凹头螺钉230安装到法兰220上。操作员重复上述操作直到拧紧或松开所有的凹头螺钉230。
设备100包括：下部夹持组件110；上部夹持组件120；反作用适配器组件130；以及形成在上部夹持组件120和反作用适配器组件130之间的弹簧组件140。有利的是，操作员无需改变该设备100的初始设置即可拧紧或松开区位200处的所有的凹头螺钉230。下部夹持组件110避免了为将设备保持在区位200附近所需的额外的操作员及沉重且庞大的装备。上部夹持组件120允许操作员易于使设备100绕管状杆210旋转。弹簧组件140使设备100稳定且易于调节设备100的竖向高度。反作用适配器130在操作期间大体抵消工具组件300的反作用旋转力。驱动头312和322使工具组件300易于与凹头螺钉230对准并快速且安全地安装凹头螺钉230上。能更快、更廉价且具有非常小或没有伤害操作员风险地完成绕轴线的拧紧操作。
在该说明书中描述的设备100用于反转凹头螺钉230的拧紧操作，特别是在主停止阀压力密封头处的连接锁闭。设备100以及其变型例，也可以适于许多其它的拧紧应用。
当在本说明书和权利要求书中使用时，术语“包括”、“包含”及其变型意思是包括了特定的特征、步骤或整体。这些术语不应解释为排除其它特征、步骤或部件的存在。
在以上说明或以下权利要求书或者附图中公开的特征(按其具体形式或用于执行所公开的功能的装置表述、或者按用于获得所公开的结果的方法或过程的方式表述)在适当时可以分开地或者以这些特征组合的方式使用，用于以不同的形式实现本发明。
应当理解，上述内容仅仅是本发明的优选实施例的说明，并且可以在没有脱离在所附权利要求书中所阐述的本发明的真实精神和范围的情况下进行多种改变、组合、改造和变型。作为示例，关于紧固件和连接器描述了本发明用于转矩动力工具的反作用适配器、具有所述适配器的工具和使用所述工具的方法。然而，用于转矩动力工具的反作用适配器、具有所述适配器的工具和使用所述工具的方法一起用在其它住宅应用、商业应用和工业应用以及其它装置中是可行的。本说明书和权利要求书中，即使有也仅有极少数的术语和短语被给出与它们的平常的语言意义不同的特定意义，因此，本说明书不用于以不适当的狭义含义限定术语。

Claims (18)

1.一种与工具组件一起在绕轴线进行拧紧或松开螺纹紧固件的操作中使用的设备，所述设备包括：
下部夹持组件；
上部夹持组件；
反作用适配器组件；以及
形成在上部夹持组件和反作用适配器组件之间的弹簧组件；
其中下部夹持组件绕该轴线不可旋转地连接；
上部夹持组件绕该轴线和下部夹持组件可旋转地连接；
反作用适配器组件通过弹簧组件不可旋转地连接到上部夹持组件且从上部夹持组件沿竖向布置；以及
工具组件不可旋转地连接到反作用适配器组件且可旋转地连接到紧固件。
2.如权利要求1所述的设备，其中下部夹持组件包括具有第一部分和第二部分的环状中空体，第一部分和第二部分通过第一锁闭机构和第二锁闭机构连接。
3.如权利要求1或2所述的设备，其中上部夹持组件包括具有第一部分、第二部分和第一部分的平台的环状中空体，上部夹持组件的第一部分、第二部分和第一部分的平台通过第一锁闭机构和第二锁闭机构连接。
4.如权利要求1或2所述的设备，其中工具组件包括：
第一接收构件和第二接收构件，所述第一接收构件和第二接收构件可旋转地支撑在工具组件中，用于接收第一紧固件和第二紧固件；
用于将相应的接收构件定位成与相应的紧固件不可旋转地接合的第一装置和第二装置；以及
用于实现相应的接收构件旋转以拧紧或松开相应的紧固件的第一装置和第二装置。
5.如权利要求1或2所述的设备，其中反作用适配器组件包括用于大体抵消工具组件在操作期间的反作用旋转力的力传递元件。
6.如权利要求1或2所述的设备，其中下部夹持组件、上部夹持组件、反作用适配器组件、弹簧组件以及工具组件能彼此独立地、单独地并且分别地附接。
7.如权利要求1或2所述的设备，其中包括用于控制工具组件以将相应的紧固件的操作参数之间的差保持在预定值内的装置。
8.如权利要求1或2所述的设备，其中反作用适配器组件包括：第一力传递元件和第二力传递元件，
该第一力传递元件：绕工具组件的第一旋转力轴线可旋转地附接；沿该第一旋转力轴线可伸出和可缩回地附接；或者绕该第一旋转力轴线可旋转地附接并且沿该第一旋转力轴线可伸出和缩回地附接，
该第二力传递元件：绕工具组件的第二旋转力轴线可旋转地附接；沿该第二旋转力轴线可伸出和可缩回地附接；或者绕该第二旋转力轴线可旋转地附接并且沿该第二旋转力轴线可伸出和可缩回地附接，
其中当第一力传递元件和第二力传递元件被连接时，第一力传递元件和第二力传递元件大体抵消在操作期间工具组件的反作用旋转力。
9.如权利要求1或2所述的设备，其中工具组件是气动、电动、液压驱动或者是手动驱动的。
10.一种用于执行绕轴线拧紧或松开螺纹紧固件操作的设备，所述设备包括：
在该操作中使用的装置，该装置具有：
下部夹持组件；
上部夹持组件；
反作用适配器组件；
形成在上部夹持组件和反作用适配器组件之间的弹簧组件；
以及
工具组件；
其中下部夹持组件绕该轴线不可旋转地连接；
上部夹持组件绕该轴线和下部夹持组件可旋转地连接；
反作用适配器组件通过弹簧组件不可旋转地连接到上部夹持组件且从上部夹持组件沿竖向布置；以及
工具组件不可旋转地连接到反作用适配器组件且可旋转地连接到紧固件。
11.如权利要求10所述的设备，其中下部夹持组件包括具有第一部分和第二部分的环状中空体，第一部分和第二部分通过第一锁闭机构和第二锁闭机构连接。
12.如权利要求10或11所述的设备，其中上部夹持组件包括具有第一部分、第二部分和第一部分的平台的环状中空体，上部夹持组件的第一部分、第二部分和第一部分的平台通过第一锁闭机构和第二锁闭机构连接。
13.如权利要求10或11所述的设备，其中工具组件包括：
第一接收构件和第二接收构件，所述第一接收构件和第二接收构件可旋转地支撑在工具组件中，用于接收第一紧固件和第二紧固件；
用于将相应的接收构件定位成与相应的紧固件不可旋转地接合的第一装置和第二装置；以及
用于实现相应的接收构件旋转以拧紧或松开相应的紧固件的第一装置和第二装置。
14.如权利要求10或11所述的设备，其中反作用适配器组件包括用于大体抵消工具组件在操作期间的反作用旋转力的力传递元件。
15.如权利要求10或11所述的设备，其中下部夹持组件、上部夹持组件、反作用适配器组件、弹簧组件以及工具组件能彼此独立地、单独地并且分别地附接。
16.如权利要求10或11所述的设备，其中包括用于控制工具组件以将相应的紧固件的操作参数之间的差保持在预定值内的装置。
17.如权利要求10或11所述的设备，其中反作用适配器组件包括：第一力传递元件和第二力传递元件，
该第一力传递元件：绕工具组件的第一旋转力轴线可旋转地附接；沿该第一旋转力轴线可伸出和可缩回地附接；或者绕该第一旋转力轴线可旋转地附接并且沿该第一旋转力轴线可伸出和缩回地附接，
该第二力传递元件：绕工具组件的第二旋转力轴线可旋转地附接；沿该第二旋转力轴线可伸出和可缩回地附接；或者绕该第二旋转力轴线可旋转地附接并且沿该第二旋转力轴线可伸出和可缩回地附接，
其中当第一力传递元件和第二力传递元件被连接时，第一力传递元件和第二力传递元件大体抵消在操作期间工具组件的反作用旋转力。
18.如权利要求10或11所述的设备，其中工具组件是气动、电动、液压驱动或者是手动驱动的。
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