CN106232300B - 用于拧紧螺纹紧固件的设备 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的第一方面，提供一种自动反作用卡爪组件(“ARPA”)，其包括：轴组件；相对于轴组件可旋转地被固定的卡爪；以及围绕轴组件与卡爪扭转地耦接的扭转杠杆。有利地，ARPA提高螺栓连接效率、增加扭矩准确性并最大化操作者安全性。轴组件的扭转弹簧克服外壳弹簧并且自动地断开卡爪与棘轮的接合。卡爪释放，而不需要前进紧固件、接触工具或使液压压力升高超过计划的扭矩值。这容许不用手操作一个或多个工具。在期间，操作者不再需要确定哪个工具被锁定到其紧固件上。

Description

用于拧紧螺纹紧固件的设备
相关申请的交叉引用
本申请要求以下共同拥有的审查中专利申请的优先权，其全部内容通过引用包含于此：申请日为2014年2月21日名称为“APPARATUS FOR TIGHTENING THREADED FASTENERS”的美国申请序列号61/942,696；以及申请日为2014年3月29日名称为“APPARATUS FORTIGHTENING THREADED FASTENERS”的专利合作条约申请序列号PCT/US2014/032289。
发明的描述
现有技术的液压工具包含反作用卡爪，其在活塞从完全延伸位置移动至完全收缩位置时防止棘轮向后移动。它们包括：与棘轮的外部齿接合的卡爪；将卡爪附接到工具外壳的弹簧；以及通过销附接到卡爪的释放杠杆。销构件穿过外壳侧壁中的缺口，以容许释放杠杆位于外壳之外。释放杠杆可用于旋转反作用卡爪使其不再与棘轮的齿接合。
液压工具通常在到达期望扭矩值之后锁定它们的紧固件。工具处于拉力下并且不能被移除。操作者必须将工具重新加压至屈曲状态并且同时保持此压力，拉回释放杠杆。然后操作者为工具减压，同时紧紧抓住释放杆上，这容许容易地移除工具。
工业螺栓连接应用通常需要使用多个液压工具。 Division UNEX Corporation公司的专利螺栓连接方法，确保ParallelJoint和接头完整性。当衬垫缓冲法兰的封闭结构时，使用多个液压工具是尤其关键的。如果操作者仅利用一个工具组装接头，即，闭合法兰，则压碎衬垫的风险增加。在期间，一个或多个液压工具的反作用卡爪可锁住它们的紧固件中的一个或多个。操作者必须确定哪个工具被锁定并且将所有工具重新加压至屈曲状态。在保持此压力时，操作者必须拉回那些被锁住的工具中的一个的释放杠杆。然后，操作者为工具减压，同时紧紧抓住释放杆。操作者用多个被锁住的工具重复这些步骤。
本发明因此被设计用以解决这些问题。
根据本发明的第一方面，提供一种防止用于拧紧或松开紧固件的动力工具的棘爪向后旋转的设备，其包括：轴组件；相对于轴组件可旋转地被固定的卡爪；以及围绕轴组件与卡爪扭转地耦接的扭转杠杆。所述设备还包括定缝销和外壳弹簧。轴组件还包括：轴；第一和第二扭转弹簧；第一和第二轴/弹簧衬套；以及第一和第二螺纹螺钉。
有利地，本发明的设备提高螺栓连接效率、扭矩准确性和操作者安全性。当动力工具被加压至屈曲状态时，轴组件的扭转弹簧自动地克服外壳弹簧并且断开卡爪与棘轮的接合。卡爪释放，而不需要前进紧固件、接触动力工具或使液压压力升高超过计划的扭矩值。这容许不用手操作一个或多个工具，由此提高螺栓连接效率和操作者安全性。在期间，操作者不再需要确定哪个工具被锁定到其紧固件上。
可参照附图仅以举例方式描述本发明，在附图中：
图1是剖视图，示出用于拧紧或松开紧固件的第一动力工具的内部零件，该工具具有用以防止棘爪向后旋转的设备的第一实施例；
图2是示出图1的第一动力工具的内部零件的另一剖视图；
图3是所述设备的第一实施例的顶视图；
图4是示出所述设备的第一实施例的内部零件的顶视图；
图5是示出所述设备的第一实施例的内部零件的侧视图；
图6是所述设备的第一实施例的侧视图；
图7是所述设备的第一实施例的分解立体图；
图8是所述设备的第一实施例的轴组件的轴的各种视图；
图9示出所述设备的第一实施例的卡爪的各种视图；
图10示出所述设备的第一实施例的扭转杠杆的各种视图；
图11示出所述设备的第一实施例的轴组件的扭转弹簧的各种视图；
图12A和12B示出所述设备的第一实施例的轴组件的衬套的各种视图；
图13示出所述设备的第一实施例的轴组件的垫圈的各种视图；
图14示出在活塞冲程的收缩部分开始时的第一动力工具；
图15示出在活塞冲程的收缩部分期间的第一动力工具；
图16示出在活塞冲程的收缩部分的最后和/或前进部分开始时的第一动力工具；
图17示出在活塞冲程的前进部分期间的第一动力工具；
图18示出在活塞冲程的前进部分的最后的第一动力工具；
图19示出处于松弛设定并且所述设备处于断开接合位置的第一动力工具；
图20是剖视图，示出用于拧紧或松开紧固件的第二动力工具的内部零件，该工具具有用以防止棘爪向后旋转的设备的第二实施例；
图21是所述设备的第二实施例的立体图；
图22是示出所述设备的第二实施例的内部零件的剖视图；
图23示出所述设备的第二实施例的各种视图；
图24示出所述设备的第二实施例的基底的各种视图；
图25示出所述设备的第二实施例的杠杆的各种视图；
图26示出所述设备的第二实施例的卡爪的各种视图。
参照图1和2，示出了扭矩扳手1。扭矩扳手1包括具有两个外壳部分的外壳2、汽缸部分3和驱动部分4。汽缸-活塞组件5被布置在汽缸部分3中并且包括：汽缸6；可在汽缸6中沿活塞轴线A1往复移动的活塞7；以及与活塞7连接的活塞杆8。
杠杆型棘爪组件9被布置在驱动部分4中并且连接到汽缸-活塞组件5并可由其驱动。棘爪组件9包括并排安装并且具有上部12和13的一对驱动板10和11，上部12和13在其间形成杆销狭槽14并且具有用于接纳被安装在其中的杆销17的对齐的杆销孔眼15和16。驱动板10和11被支撑为用于在驱动部分4内围绕棘轮18部分地旋转。驱动板10和11的下部19和20被类似地塑形成驱动部分4的一部分。驱动板10和11的上部12和13限定大体三角形的向下开口区域，容纳类似地塑形的驱动卡爪组件21。
驱动卡爪组件21包括被安装在其中的驱动卡爪22，驱动卡爪在由驱动卡爪弹簧23支配的凹口内进行有限的竖直行进。驱动卡爪弹簧23倚靠驱动卡爪22的上部，以便保持对于驱动卡爪22的棘轮效应弹簧应力并且迫使驱动卡爪22靠着棘轮18。棘轮18具有外周从动齿24，其与驱动卡爪22下侧上的驱动齿25啮合。由活塞杆8驱动的驱动板10和11向前驱动所述驱动卡爪22。同样，驱动棘轮从动齿24向前旋转。当活塞杆8收缩时，当驱动齿25在棘轮从动齿24之上向后棘轮运动到后退位置时，驱动卡爪弹簧23被驱动卡爪22延长。这些动作影响方形驱动组件26，其具有相对于外壳2围绕驱动轴线B1旋转的驱动轴27。在操作期间，工具1产生转动力91并且沿一个方向93将其传递到螺纹紧固件(未示出)，并且沿另一方向94将相应的反作用力92传递到静止物体(未示出)，全都沿驱动轴线B1。
工具1还包括：后旋动组件30；端帽盖31；旋动块组件32；驱动保持器组件33；和各种板、定位螺钉、密封件、保持环、o形环、销和塞。
图1还示出本发明的自动反作用卡爪组件(“ARPA”)100。ARPA100包括：轴组件101；相对于轴组件101可旋转地被固定的卡爪组件102；以及围绕轴组件101与卡爪组件102扭转地耦接的杠杆组件103。轴组件101包括：轴104；第一和第二垫圈112；以及第一和第二螺纹螺钉117。卡爪组件102包括：反作用卡爪107；外壳压缩弹簧组件110；以及定缝销(dowelpin)116。杠杆组件103包括：扭转杠杆108；具有第一和第二扭转弹簧106的扭转弹簧组件105；以及第一和第二轴/弹簧衬套114。
ARPA 100凭借外壳压缩弹簧组件110和定缝销116可旋转地附接到外壳2的驱动部分4的下部外周壁的内侧。弹簧组件110形成在卡爪107和工具1之间并且抵抗地附接到其上。它限制卡爪组件102和轴组件101相对于杠杆组件103的旋转。ARPA 100通过弹簧组件110的旋转弹簧应力靠着棘轮18被支承就位。ARPA 100通过垫圈112和螺钉117相对于外壳2被支承就位。一般地，ARPA 100接合棘齿24并容许棘轮18通过弹簧的动作沿向前方向旋转，但当接合时阻止向后旋转。这防止棘轮18与驱动卡爪21一起向后旋转。
通常，在活塞冲程的最后，紧固件达到全扭矩并且ARPA 100落入棘齿24中。承口(未示出)或其他驱动器和反作用机构(未示出)之间的压力致使工具1因外壳2和驱动组件21的扭转屈曲而锁定就位。操作者对工具1重新加压，以松弛它并从拧紧的紧固件移除它。在工具1处于此重新加压的屈曲状态的情况下，反作用力从ARPA 100重新分布，以驱动卡爪组件21和外壳2。
有利地，ARPA 100增大螺栓连接效率、扭矩准确性和操作者安全性。轴组件101的扭转弹簧组件105自动地克服外壳压缩弹簧110并使卡爪组件102与棘轮18断开接合。卡爪组件102在不需要前进紧固件、接触工具1或使液压压力升高超过计划的扭矩值的情况下释放。这容许不用手操作一个或多个工具。在期间，操作者不再需要确定哪个工具被锁定到其紧固件上。
图3-7示出ARPA 100的各种视图。更具体地，图3示出ARPA 100的顶视图。图4示出ARPA 100的内部部件的顶视图。图5示出ARPA 100的内部零件的侧视图。图6示出ARPA 100的侧视图。并且图7示出ARPA 100的分解立体图。
图8-13示出ARPA 100的部件的各种视图，ARPA 100包括轴组件101、卡爪组件102、杠杆组件103、扭转弹簧组件105、垫圈112和衬套114。图8示出ARPA 100的轴组件101的轴104的各种视图。轴101被示作方形杆，但可具有任何合适的几何形状，诸如三角形、六边形或花键。轴104在每端处包括轴向孔眼，以接纳螺钉117的螺纹部分。
图9示出ARPA 100的卡爪组件102的卡爪107的各种视图。卡爪107被示出呈大体长方体形状，但可以呈任何合适的几何形状。在卡爪107的第一端处的轴向方形孔眼接纳轴104，以将卡爪107不可旋转地接合到轴组件101。卡爪107的第二端逐渐变窄，以合适地接合棘轮18的棘齿24。通过卡爪107的水平孔眼接纳外壳压缩弹簧110的第一端。水平孔眼具有在靠近第二端的卡爪107的顶表面上的第一端点和在靠近第一端的卡爪107的底表面上的第二端点。在水平孔眼的第一端点处的圆柱形切口接纳定缝销116。弹簧110抵抗地附接卡爪107和工具1，并且限制卡爪107的旋转并因此限制轴组件101的旋转。
图10示出ARPA 100的杠杆组件103的扭转杠杆108的各种视图。扭转杠杆108被示出呈大体部分中空的长方体形状，但可以呈任何合适的几何形状。在扭转杠杆108的下部第一端处的轴向圆孔眼接纳轴104，以将扭转杠杆108可旋转地接合到轴组件101。当组装时，扭转杠杆108的中空下侧部分接纳卡爪107的主要部分。卡爪107的第二端延伸超过扭转杠杆108的第二端。使扭转杠杆108的第一端变圆，以容纳轴104。类似地，使扭转杠杆108的第二端变圆，以遵循工具1的驱动板10和11的外部轮廓30和31。扭转杠杆108的侧面向上逐渐变窄，使得第一端深于第二端。侧面也具有圆形孔眼，以接纳扭转弹簧106的第一端。
图11示出ARPA 100的杠杆组件103的扭转弹簧106的各种视图。扭转弹簧106是螺旋形的金属杆或金属丝，例如线圈，其经受围绕线圈轴线的扭曲。侧向力，例如弯矩，被施加到其端部，扭曲线圈使其更紧。可以注意到，此术语可能易混淆，因为在螺旋扭转弹簧中作用在金属丝上的力实际上是弯曲应力，而非扭力，例如，剪切力、应力。但是，申请人认为为了易于描述起见此术语可互换。通过扭转杠杆108的侧面的圆形孔眼接纳扭转弹簧106的第一端。
图12A示出ARPA 100的杠杆组件103的轴/弹簧衬套114的各种视图。衬套114被示出呈大体圆柱体形状，但可以呈任何合适的几何形状。通过衬套114的轴向方形孔眼接纳轴104，以将衬套114不可旋转地接合到轴组件101。衬垫114相对于轴组件101可旋转地被固定并且形成在扭转弹簧105和垫圈112之间。衬套114的第一端处的圆形孔眼接纳扭转弹簧105的第二端。因此，扭转弹簧105形成在扭转杠杆103和衬套114之间并且抵抗地可旋转地耦接到扭转杠杆103和衬套114。图12B示出ARPA 100的杠杆组件103的轴/弹簧衬套115的各种视图。衬套115与衬套114的不同在于包括六边形接合结构，以容许操作者在外壳2外接近和操纵ARPA 100。
图13示出ARPA 100的轴组件104的垫圈112的各种视图。垫圈112被示出呈大体圆柱体形状，但可以呈任何合适的几何形状。逐渐变窄的圆形孔眼延伸通过垫圈112，以接纳螺钉117。垫圈112形成在轴104的轴向端处，并且容许通过螺钉117将ARPA 100组装和附接到工具1。垫圈112在此组装状态处于外壳2之外。可以注意到，当使用衬套114和/或115时，ARPA 100可不包括垫圈112。
图14-19示出在工业螺栓连接操作的各种阶段期间工具1的剖视图。图14示出在活塞冲程的收缩部分开始时的工具1。活塞7及驱动板10和11完全前进。驱动卡爪弹簧23被略微加载，其提供针对驱动卡爪21及驱动板10和11的微小阻力。驱动卡爪21与第一和第二棘齿24a和24b略微接合，并且不向棘爪24施加力。ARPA弹簧110被略微加载，其提供针对ARPA卡爪组件102和外壳2的微小阻力。ARPA卡爪组件102与第五棘齿24e断开接合，并且如图所示，不提供阻止棘爪24向后转动的阻力。ARPA扭转弹簧105被最低程度地加载，因为ARPA卡爪组件102和ARPA杠杆组件103处于限定的可旋转相对空档位置。ARPA杠杆108处于驱动板10和11的基底轮廓处。
图15示出在活塞冲程的收缩部分期间的工具1。活塞7及驱动板10和11部分地收缩。驱动卡爪弹簧23被略微加载，其提供针对驱动卡爪21及驱动板10和11的微小阻力。驱动卡爪21与第一和第二棘齿24a和24b最低程度地接合，并且提供向前推动棘爪24的最小力。ARPA弹簧110被略微加载，其提供针对ARPA卡爪组件102和外壳2的微小阻力。ARPA卡爪组件102与第五棘齿24e适度地接合，并且提供阻止棘爪24向后转动的足够大的力。ARPA扭转弹簧105被适度地加载，因为ARPA卡爪组件102和ARPA杠杆组件103适度地超过限定的可旋转相对空档位置。ARPA杠杆108开始沿驱动板10和11的轮廓向上拱。
图16示出在活塞冲程的收缩部分的最后和/或前进部分的开始时的工具1。活塞7及驱动板10和11完全收缩(或最低程度地前进)。驱动卡爪弹簧23被完全加载，其提供针对驱动卡爪21及驱动板10和11的完全阻力。驱动卡爪21与第二和第三棘齿24b和24c断开接合，并且不施加向前推动棘爪24的力。驱动卡爪21与第四棘齿24d适度接合，并且施加向后拉动棘爪24的适度的力。ARPA弹簧110被略微加载，其提供针对ARPA卡爪组件102和外壳2的微小阻力。ARPA卡爪组件102与第五棘齿24e完全接合，并且施加阻止棘爪24向后转动的力。ARPA扭转弹簧105被完全加载，因为ARPA卡爪组件102和ARPA杠杆组件103完全超过限定的可旋转相对空档位置。ARPA杠杆108处于驱动板10和11的尖端轮廓处。
图17示出在活塞冲程的前进部分期间的工具1。活塞7及驱动板10和11部分地前进。驱动卡爪弹簧23被最低限度地加载，其提供针对驱动卡爪21及驱动板10和11的最小阻力。驱动卡爪21与第二和第三棘齿24b和24c完全接合，并且施加向前推动棘爪24的完全力。ARPA弹簧110被略微加载，其提供针对ARPA卡爪组件102和外壳2的微小阻力。ARPA卡爪组件102与第五棘齿24e略微接合但开始断开接合。ARPA卡爪组件102与第五棘齿24e断开接合，以在棘爪24进一步前进时返回松弛位置。ARPA扭转弹簧105被略微加载，因为ARPA卡爪组件102和ARPA杠杆组件103略微超过限定的可旋转相对空档位置。ARPA杠杆108开始沿驱动板10和11的轮廓下行，由此使ARPA扭转弹簧105松弛至被略微加载。
图18示出在活塞冲程的前进部分最后的工具1。活塞7及驱动板10和11完全前进。驱动卡爪弹簧23被最低限度地加载，其提供针对驱动卡爪21及驱动板10和11的最小阻力。驱动卡爪21与第二和第三棘齿24b和24c适度接合，并且施加向前推动棘爪24的适度的液压力。ARPA弹簧110被略微加载，其提供针对ARPA卡爪组件102和外壳2的微小阻力。ARPA卡爪组件102与第六棘齿24f断开接合，并且不施加阻止棘爪24向后转动的力。ARPA扭转弹簧105被最低程度地加载，因为ARPA卡爪组件102和ARPA杠杆组件103处于限定的可旋转相对空档位置。ARPA杠杆108处于驱动板10和11的基底轮廓处。
图19示出处于松弛设定的工具1，并且ARPA 100处于断开接合位置。活塞7及驱动板10和11完全收缩。驱动卡爪弹簧23被最低限度地加载，其提供针对驱动卡爪21及驱动板10和11的最小阻力。驱动卡爪21与棘爪24略微接合但不向棘爪24施加力。ARPA弹簧110被完全加载，其提供针对ARPA卡爪组件102和外壳2的完全阻力。ARPA卡爪组件102与棘爪24断开接合，并且不施加阻止棘爪24向后转动的力。ARPA扭转弹簧105被略微加载，因为ARPA卡爪组件102和ARPA杠杆组件103略微超过限定的可旋转相对空档位置。ARPA杠杆108处于驱动板10和11的尖端轮廓处。
一般地，本发明的自动反作用卡爪组件的本实施例阻止用于拧紧和/或松开螺纹紧固件的方形驱动组件型动力工具的棘爪向后旋转。自动反作用卡爪组件的本实施例包括：轴组件；卡爪组件；和杠杆组件。杠杆组件围绕轴组件与卡爪组件扭转地耦接。可以注意到，卡爪组件或杠杆组件可相对于轴组件可旋转地被固定。杠杆组件的扭转弹簧组件形成在轴组件及杠杆组件的第一和第二衬套之间并且抵抗地可旋转地耦接到其上。杠杆组件的压缩弹簧形成在卡爪组件之间并且抵抗地可旋转地耦接到卡爪组件。卡爪组件的压缩弹簧形成在动力工具之间并且抵抗地附接到动力工具，其中，压缩弹簧限制卡爪组件和轴组件相对于杠杆组件的旋转。衬套相对于轴组件可旋转地被固定并且形成在扭转弹簧组件和轴组件的螺纹螺钉组件之间。螺钉组件形成在轴组件的轴向端处并且容许将设备组装和附接到动力工具。
有利地，抵抗卡爪组件和杠杆组件的相对旋转的阻力容许操作者将动力工具加压至屈曲状态，以断开自动反作用卡爪组件的本实施例与棘爪的接合，而不使紧固件前进或接触动力工具。同样，当动力工具被加压至屈曲状态并且从自动反作用卡爪组件的本实施例传送反作用力载荷时，抵抗卡爪组件和杠杆组件的相对旋转的阻力断开反作用卡爪组件与棘爪的接合。此外，当杠杆组件遵循动力工具的驱动板的轮廓时，抵抗卡爪组件和杠杆组件的相对旋转的阻力从限定的空档位置开始增加。当动力工具被加压至屈曲状态并且从自动反作用卡爪组件的本实施例传送反作用力载荷时，扭转弹簧组件克服压缩弹簧并且断开卡爪组件与棘爪的接合。
参照图20，示出了用于有限空隙螺栓连接应用的连杆式或贯穿承口驱动组件型扭矩扳手1A。扭矩扳手1A包括具有两个外壳部段的外壳2A、汽缸部段3A和驱动部段4A。汽缸-活塞组件5A被布置在汽缸部段3A中并且包括：两个汽缸6A1和6A2；在汽缸6A1和6A2中沿两个活塞轴线A1A2和A1A2可往复移动的两个活塞7A1和7A2；以及与活塞7A1和7A2连接的两个活塞杆8A1和8A2。
杠杆型棘爪组件9A被布置在驱动部段4A中，并且连接到汽缸-活塞组件5A并且可由其驱动。棘爪组件9A包括并排安装并且具有上部12A和13A的一对驱动板10A和11A，上部12A和13A在其间形成杆销狭槽14A1和14A2并且具有用于接纳被安装在其中的杆销17A1和17A2的对齐的杆销孔眼15A1和16A1及15A2和16A2。驱动板10A和11A被支撑为用于在驱动部段4A内围绕棘轮18A部分地旋转。驱动板10A和11A的下部19A和20A被类似地塑形成驱动部段4A的一部分。驱动板10A和11A的上部12A和13A限定大体三角形的向下开口区域，容纳类似地塑形的驱动卡爪组件21A。
驱动卡爪组件21A包括被安装在其中的驱动卡爪22A，驱动卡爪在由驱动卡爪弹簧23A支配的凹口内进行有限的竖直行进。驱动卡爪弹簧23A倚靠驱动卡爪22A的上部，以便保持对于驱动卡爪22A的棘轮效应弹簧应力并且迫使驱动卡爪22A靠着棘轮18A。棘轮18A具有外周从动齿24A，其与驱动卡爪22A下侧上的驱动齿25A啮合。由活塞杆8A1和8A2驱动的驱动板10A和11A向前驱动所述驱动卡爪22A。同样，驱动棘轮从动齿24A向前旋转。当活塞杆8A1和8A2收缩时，当驱动齿25A在棘轮从动齿24A之上向后棘轮运动到后退位置时，驱动卡爪弹簧23A被驱动卡爪22A延长。这些动作影响中空驱动组件26A，相对于外壳2A围绕驱动轴线B1A旋转。在操作期间，工具1A产生转动力91A并且沿一个方向93A将其传递到螺纹紧固件(未示出)，并且沿另一方向94A将相应的反作用力92A传递到静止物体(未示出)，全都沿驱动轴线B1A。工具1A还包括：后旋动组件30A。
图20还示出本发明的自动反作用卡爪组件(“ARPA”)200。ARPA 200包括：轴组件201；可围绕轴组件201自由旋转的卡爪组件202；以及围绕轴组件201与卡爪组件202压缩地耦接的杠杆组件203。可以注意到，卡爪组件202、杠杆组件203或卡爪组件202和杠杆组件203两者可围绕轴组件自由旋转。杠杆组件压缩弹簧组件205克服与棘爪18A断开接合的卡爪组件202的外壳组件压缩弹簧组件210。卡爪组件202的外壳压缩弹簧组件210形成在动力工具1A之间并且抵抗地附接到其上，以限制卡爪组件202围绕轴组件201的旋转。
ARPA 200凭借外壳压缩弹簧组件210可旋转地附接到外壳2A的驱动部段4A的下部外周壁的内侧。弹簧组件210形成在卡爪207和工具1A之间并且抵抗地附接到其上。它限制卡爪组件202(并因此限制杠杆组件203)围绕轴组件201的旋转。ARPA 200通过弹簧110的旋转弹簧应力靠着棘轮18A被支承就位。ARPA 200通过螺钉117(未示出)相对于外壳2A被支承就位。一般地，ARPA 200接合棘齿24A并容许棘轮18A通过弹簧的动作沿向前方向旋转，但当接合时阻止向后旋转。这防止棘轮18A与驱动卡爪21A一起向后旋转。
通常，在活塞冲程的最后，紧固件达到全扭矩并且ARPA 200落入棘齿24A中。贯穿承口26A或其他驱动器和反作用机构(未示出)之间的压力致使工具1A因外壳2A和驱动组件21A的扭转屈曲而锁定就位。操作者对工具1A重新加压，以松弛它并从拧紧的紧固件移除它。在工具1A处于此重新加压的屈曲状态的情况下，反作用力从ARPA 200重新分布，以驱动卡爪组件21A和外壳2A。
有利地，ARPA 200增大螺栓连接效率、扭矩准确性和操作者安全性。杠杆组件203的杠杆压缩弹簧206自动地克服外壳压缩弹簧213并使卡爪组件202与棘轮18A断开接合。卡爪组件202在不需要前进紧固件、接触工具1A或使液压压力升高超过计划的扭矩值的情况下释放。这容许不用手操作一个或多个工具。在期间，操作者不再需要确定哪个工具被锁定到其紧固件上。
图21-23示出ARPA 200的各种视图。更具体地，图21示出ARPA 200的立体图。图22示出ARPA 200的内部部件的剖视图。图23示出ARPA 200的第二立体图、前视图、侧视图和后视图。图24-26示出ARPA 200的部件的各种视图，其包括可选的垫片基底组件218、杠杆208和卡爪207。更具体地，图24示出可选的垫片基底组件218的立体图、前视图、侧视图和后视图。图25示出杠杆208的立体图、前视图、侧视图和后视图。图26示出卡爪207的立体图、后视图、剖视图和顶视图。
轴组件201包括：轴204；第一和第二螺纹螺钉217(未示出)。轴组件201可包括形成在支撑轴204和驱动部段4A上的外壳2A之间并且用于支撑它们的可选垫片基底组件218。替代性地，轴204可直接附接到驱动部段4A上的外壳2A的内部下侧壁上。轴204被示作圆形杆。轴204在每端处包括用以接纳螺钉217的螺纹部分的轴向孔眼。
卡爪组件202包括：反作用卡爪207；以及外壳压缩弹簧组件210，其具有：外壳压缩弹簧213；形成在卡爪207内的第一外壳弹簧凹陷219；以及形成在可选的垫片基底组件218内的第二外壳弹簧凹陷220。卡爪组件202还包括导引销组件222，其容许操作者从驱动部段4A上的外壳2A的外部下侧壁可旋转地操纵卡爪组件202。可以注意到，在不存在垫片基底组件218的情形中，外壳压缩弹簧213可以按与ARPA 100的外壳压缩弹簧110类似的方式连接到卡爪207和工具1A。
卡爪207被示出呈不规则形状实心体，但可以呈任何合适的几何形状。在卡爪207的下端处的轴向圆形孔眼接纳轴204，以将卡爪组件202可旋转地接合到轴组件201。卡爪207的前端逐渐变窄，以合适地接合棘轮18A的棘齿24A。第一外壳弹簧凹陷219接纳外壳压缩弹簧210的第一端。第一外壳弹簧凹陷219具有在靠近卡爪207的后端的底表面处的端点。第二外壳弹簧凹陷220接纳外壳压缩弹簧210的第二端。第二外壳弹簧凹陷220具有在靠近可选垫片基底组件218的中间的顶表面处的端点。弹簧210抵抗地附接卡爪207和工具1A并且限制卡爪107相对于工具1A的旋转。
杠杆组件203包括：压缩杠杆208；以及杠杆弹簧组件205，其具有：杠杆压缩弹簧206；形成在杠杆208上的杠杆弹簧突起209；以及形成在反作用卡爪107内的杠杆弹簧凹陷211。压缩杠杆208被示出呈不规则形状实心体，但可以呈任何合适的几何形状。在压缩杠杆208的下端处的轴向圆形孔眼接纳轴204，可旋转地接合杠杆组件203、卡爪组件202和轴组件201。当被组装时，杠杆108的T形突起延伸通过中空狭槽并超过杠杆108的顶表面。扭转杠杆108的中空下侧部分接纳卡爪107的主要部分。卡爪207的前端延伸超过扭转杠杆108的T形突起。使杠杆208的T形突起变圆，以遵循工具1A的驱动板10A和11A的外部轮廓30A和31A以及内部导引狭槽32A和33A。杠杆组件103围绕轴组件101与卡爪组件102压缩地耦接。杠杆弹簧突起209形成在杠杆208的T形突起的后侧上。杠杆弹簧凹陷211形成在反作用卡爪107的后端内。T形突起的移动被可旋转地约束在卡爪107的中空狭槽内并且被杠杆压缩弹簧206压缩地约束。
类似于图14-19，将论述具有ARPA 200的工具1A的工业螺栓连接操作的各种阶段，但没有相对应的附图。在活塞冲程的收缩部分开始时，活塞7A1和7A2及驱动板10A和11A完全前进。驱动卡爪弹簧23A被略微加载，其提供针对驱动卡爪21A及驱动板10A和11A的微小阻力。驱动卡爪21A与第一和第二棘齿24Aa和24Ab略微接合，并且不向棘爪24A施加力。外壳压缩弹簧组件210被略微加载，其提供针对卡爪组件202和外壳2A的微小阻力。卡爪组件202与第五棘齿24Ae断开接合，不提供阻止棘爪24A向后转动的阻力。杠杆弹簧组件205被最低程度地加载，因为卡爪组件202和杠杆组件203处于限定的可旋转相对空档位置。杠杆208处于驱动板10A和11A的基底轮廓30A和31A处。
在活塞冲程的收缩部分期间，活塞7A1和7A2及驱动板10A和11A部分地收缩。驱动卡爪弹簧23A被略微加载，其提供针对驱动卡爪21A及驱动板10A和11A的微小阻力。驱动卡爪21A与第一和第二棘齿24Aa和24Ab最低程度地接合，并且提供向前推动棘爪24A的最小力。外壳压缩弹簧组件210被略微加载，其提供针对卡爪组件202和外壳2A的微小阻力。卡爪组件202与第五棘齿24Ae适度地接合，并且提供阻止棘爪24A向后转动的足够大的力。杠杆弹簧组件205被适度地加载，因为卡爪组件202和杠杆组件203适度地超过限定的可旋转相对空档位置。杠杆208开始沿驱动板10A和11A的外部轮廓30A和31A向上拱。
在活塞冲程的收缩部分的最后和/或前进部分的开始时，活塞7A1和7A2及驱动板10A和11A完全收缩(或最低程度地前进)。外壳压缩弹簧组件210被完全加载，其提供针对驱动卡爪21A及驱动板10A和11A的完全阻力。驱动卡爪21A与第二和第三棘齿24Ab和24Ac断开接合，并且不施加向前推动棘爪24A的力。驱动卡爪21A与第四棘齿24Ad适度接合，并且施加向后拉动棘爪24A的适度的力。外壳压缩弹簧组件210被略微加载，其提供针对卡爪组件202和外壳2A的微小阻力。卡爪组件202与第五棘齿24Ae完全接合，并且施加阻止棘爪24A向后转动的力。杠杆压缩弹簧组件205被完全加载，因为卡爪组件202和杠杆组件203完全超过限定的可旋转相对空档位置。杠杆208处于驱动板10A和11A的尖端外部轮廓30A和31A处和尖端导引狭槽位置32A和33A。
在活塞冲程的前进部分期间，活塞7A1和7A2及驱动板10A和11A部分地前进。驱动卡爪弹簧23A被最低限度地加载，其提供针对驱动卡爪21A及驱动板10A和11A的最小阻力。驱动卡爪21A与第二和第三棘齿24Ab和24Ac完全接合，并且施加向前推动棘爪24A的完全力。外壳压缩弹簧组件210被略微加载，其提供针对卡爪组件202和外壳2A的微小阻力。卡爪组件202与第五棘齿24Ae略微接合但开始断开接合。卡爪组件202与第五棘齿24Ae断开接合，以在棘爪24A进一步前进时返回松弛位置。杠杆弹簧组件205被略微加载，因为卡爪组件202和杠杆组件203略微超过限定的可旋转相对空档位置。杠杆208开始沿驱动板10A和11A的外部轮廓30A和31A以及导引狭槽32A和33A下行，由此使弹簧106松弛至被略微加载。
在活塞冲程的前进部分最后，活塞7A1和7A2及驱动板10A和11A完全前进。驱动卡爪弹簧23A被最低限度地加载，其提供针对驱动卡爪21A及驱动板10A和11A的最小阻力。驱动卡爪21A与第二和第三棘齿24Ab和24Ac适度接合，并且施加向前推动棘爪24A的适度的液压力。外壳压缩弹簧组件210被略微加载，其提供针对卡爪组件202和外壳2A的微小阻力。卡爪组件202与第六棘齿24Af断开接合，并且不施加阻止棘爪24A向后转动的力。杠杆弹簧组件205被最低程度地加载，因为卡爪组件202和杠杆组件203处于限定的可旋转相对空档位置。杠杆208处于驱动板10A和11A的基底外部轮廓30A和31A处。
在处于松弛设定并且ARPA 200处于断开接合位置的情形下，活塞7A和7B及驱动板10A和11A完全收缩。驱动卡爪弹簧23A被最低限度地加载，其提供针对驱动卡爪21A及驱动板10A和11A的最小阻力。驱动卡爪21A与棘爪24A略微接合但不向棘爪24A施加力。外壳压缩弹簧组件210被完全加载，其提供针对卡爪组件202和外壳2A的完全阻力。卡爪组件202与棘爪24A断开接合，并且不施加阻止棘爪24A向后转动的力。杠杆弹簧组件205被略微加载，因为卡爪组件202和杠杆组件203略微超过限定的可旋转相对空档位置。ARPA杠杆208处于驱动板10A和11A的尖端外部轮廓30A和31A以及尖端导引狭槽32A和33A处。
一般地，本发明的自动反作用卡爪组件的本实施例阻止用于拧紧和/或松开螺纹紧固件的贯穿承口驱动组件型动力工具的棘爪向后旋转。自动反作用卡爪组件的本实施例包括：轴组件；卡爪组件；和杠杆组件。杠杆组件围绕轴组件与卡爪组件压缩地耦接。可以注意到，卡爪组件、杠杆组件或卡爪组件和杠杆组件可围绕轴组件自由旋转。卡爪组件的压缩弹簧形成在动力工具之间并且抵抗地附接到动力工具，其中，压缩弹簧限制卡爪组件围绕轴组件的旋转。容许从动力工具的外壁可旋转地操作卡爪组件的卡爪组件的导引销组件。轴组件包括垫片基底组件，使得卡爪组件和杠杆组件形成在垫片基底组件之间，垫圈基底组件形成在设备和动力工具之间并容许将设备组装和附接到动力工具。垫片基底组件相对于卡爪组件和杠杆组件可旋转地被固定，并且通过轴组件的螺纹螺钉组件附接到动力工具上。
有利地，抵抗卡爪组件和杠杆组件的相对旋转的阻力容许操作者将动力工具加压至屈曲状态，以断开自动反作用卡爪组件的本实施例与棘爪的接合，而不需要前进紧固件或接触动力工具。同样，当动力工具被加压至屈曲状态并且从自动反作用卡爪组件的本实施例传送反作用力载荷时，抵抗卡爪组件和杠杆组件的相对旋转的阻力断开反作用卡爪组件与棘爪的接合。此外，当杠杆组件遵循动力工具的驱动板的轮廓和导引狭槽时，抵抗卡爪组件和杠杆组件的相对旋转的阻力从限定的空档位置开始增加。当动力工具被加压至屈曲状态并且从自动反作用卡爪组件的本实施例传送反作用力载荷时，杠杆组件压缩弹簧组件克服卡住组件压缩弹簧并且断开卡爪组件与棘爪的接合。
可以注意到，ARPA 100的略微修改版本可与工具1A兼容。可以注意到，ARPA 200的略微修改版本可与工具1兼容。可以注意到，用于拧紧或松开紧固件的本发明的动力工具：可包括ARPA 100、ARPA 200或其修改版本；并且可被电气地、液压地或气动地驱动。可以注意到，用于紧固物体的本发明的系统包括螺纹紧固件和这类动力工具。
可以注意到，拧紧或松开螺纹紧固件的本发明的方法包括利用以下任一：这类螺纹紧固件；这类自动反作用卡爪组件或其修改版本；这类动力工具；这类系统；或其任何组合。一个这种方法包括：提供这种待拧紧的物体；向待紧固物体提供这种螺纹紧固件；提供具有这种自动反作用卡爪组件的这种动力工具；以及拧紧螺纹紧固件。一个这种方法包括：提供这种待松开的物体；确认这种螺纹紧固件，以松开待松开物体；提供具有这种自动反作用卡爪组件的这种动力工具；以及松开经确认的螺纹紧固件。
应该理解，上述元件中每个或者两个或更多个一起还可有用地应用于与上述类型不同的其他类型的构造中。在以上描述或以下权利要求或附图中公开的，以它们的特定形式或以用于执行所公开的功能或获得所公开的结果的方法或过程的手段的措辞表达的特征，视情况可单独地或任意组合这类特征地被采用，以便以各种形式实现本发明。
虽然本发明已经被说明和描述成被具体化为流体操作工具，但并未计划受限于所示细节，因为在不以任何方式违背本发明的精神的情况下可进行各种修改和结构改变。
在不进行进一步分析的情况下，以上内容如此全面地揭示本发明的主旨，以致于其他人通过应用目前的知识可以容易地将其适用于各种应用，而不省略从现有技术角度看基本上构成本发明的一般或特定方面的必要技术特征的特征。
当用于本说明书和权利要求时，用语“包括”、“具有”及其变形表示包括特定特征、步骤或整体。所述用于不可被解释成排除其他特征、步骤或部件的存在。

Claims (31)

1.一种防止用于拧紧和/或松开螺纹紧固件的动力工具的棘爪向后旋转的设备，包括：
轴组件；
卡爪组件；以及
杠杆组件，
抵抗所述卡爪组件和所述杠杆组件的相对旋转的阻力容许操作者将所述动力工具加压至屈曲状态，以断开所述卡爪组件与所述棘爪的接合，而不需要使所述紧固件前进或接触所述动力工具。
2.如权利要求1所述的设备，其中，所述杠杆组件围绕所述轴组件与所述卡爪组件扭转地耦接或压缩地耦接。
3.如权利要求1所述的设备，其中，所述卡爪组件或所述杠杆组件相对于所述轴组件能够旋转地被固定。
4.如权利要求1所述的设备，其中，所述卡爪组件和所述杠杆组件的其中之一或所述卡爪组件和所述杠杆组件围绕所述轴组件能够自由旋转。
5.如权利要求1所述的设备，其中，用于拧紧或松开紧固件的所述动力工具包括方形驱动组件或贯穿承口驱动组件。
6.如权利要求1所述的设备，包括：
其中，所述杠杆组件围绕所述轴组件与所述卡爪组件扭转地耦接；并且
其中，所述卡爪组件相对于所述轴组件能够旋转地被固定。
7.如权利要求1所述的设备，包括：
其中，所述杠杆组件围绕所述轴组件与所述卡爪组件压缩地耦接；并且
其中，所述卡爪组件和所述杠杆组件围绕所述轴组件能够自由旋转。
8.如权利要求1所述的设备，包括：
其中，所述杠杆组件围绕所述轴组件与所述卡爪组件扭转地耦接；
其中，所述卡爪组件相对于所述轴组件能够旋转地被固定；并且
其中，用于拧紧或松开紧固件的所述动力工具包括方形驱动组件。
9.如权利要求1所述的设备，包括：
其中，所述杠杆组件围绕所述轴组件与所述卡爪组件压缩地耦接；
其中，所述卡爪组件和所述杠杆组件围绕所述轴组件能够自由旋转；并且
其中，用于拧紧或松开紧固件的所述动力工具包括贯穿承口驱动组件。
10.如权利要求1-9中的任意一项所述的设备，其中，当所述动力工具被加压至屈曲状态并且从所述设备传送了反作用力载荷时，抵抗所述卡爪组件和所述杠杆组件的相对旋转的阻力使所述卡爪组件与所述棘爪的接合断开。
11.如权利要求1-9中的任意一项所述的设备，其中，当所述杠杆组件遵循所述动力工具的驱动板的轮廓、导引狭槽或轮廓和导引狭槽时，抵抗所述卡爪组件和所述杠杆组件的相对旋转的阻力从限定的空档位置增大。
12.如权利要求8所述的设备，包括形成在所述轴组件与所述杠杆组件的第一和第二衬套之间并且能够抵抗地旋转地耦接到它们上的所述杠杆组件的扭转弹簧组件。
13.如权利要求9所述的设备，包括形成在所述卡爪组件之间并且能够抵抗地旋转地耦接到所述卡爪组件上的所述杠杆组件的压缩弹簧。
14.如权利要求12或13所述的设备，其中，所述动力工具中的扭转屈曲容许操作者加压所述动力工具，以断开所述卡爪组件与所述棘爪的接合，而不需要使所述紧固件前进或接触所述动力工具。
15.如权利要求1-9中的任意一项所述的设备，其中，所述动力工具中的扭转屈曲容许操作者加压所述动力工具，以断开卡爪与所述棘爪的接合，而不需要使所述紧固件前进或接触所述动力工具。
16.如权利要求12所述的设备，包括形成在所述动力工具之间并且抵抗地附接到所述动力工具上的所述卡爪组件的压缩弹簧，其中，所述压缩弹簧限制所述卡爪组件和所述轴组件相对于所述杠杆组件的旋转。
17.如权利要求13所述的设备，包括形成在所述动力工具之间并且抵抗地附接到所述动力工具上的所述卡爪组件的压缩弹簧，其中，所述压缩弹簧限制所述卡爪组件围绕所述轴组件的旋转。
18.如权利要求1-9中的任意一项所述的设备，包括形成在所述动力工具之间并且抵抗地附接到所述动力工具上的所述卡爪组件的压缩弹簧，其中，所述压缩弹簧限制所述卡爪围绕所述轴组件的旋转。
19.如权利要求16所述的设备，其中，当所述动力工具被加压至屈曲状态并且从所述设备传送了反作用力载荷时，所述扭转弹簧组件克服所述压缩弹簧并断开所述卡爪组件与所述棘爪的接合。
20.如权利要求17所述的设备，其中，当所述动力工具被加压至屈曲状态并且从所述设备传送了反作用力载荷时，所述杠杆组件压缩弹簧组件克服所述卡爪组件压缩弹簧并断开所述卡爪组件与所述棘爪的接合。
21.如权利要求12所述的设备，其中，所述衬套相对于所述轴组件能够旋转地被固定，并且形成在所述扭转弹簧组件和所述轴组件的螺纹螺钉组件之间。
22.如权利要求21所述的设备，其中，所述螺钉组件形成在所述轴组件的轴向端处，并且容许将所述设备组装和附接到所述动力工具。
23.如权利要求13所述的设备，包括所述卡爪组件的导引销组件，其容许从所述动力工具的外壁能够旋转地操纵所述卡爪组件。
24.如权利要求13所述的设备，包括所述轴组件的垫片基底组件，其中，所述卡爪组件和所述杠杆组件形成在所述垫片基底组件之间，所述垫片基底组件形成在所述设备和所述动力工具之间并且容许将所述设备组装和附接到所述动力工具。
25.如权利要求24所述的设备，其中，所述垫片基底组件相对于所述卡爪组件和所述杠杆组件能够旋转地被固定，并且通过所述轴组件的螺纹螺钉组件附接到所述动力工具。
26.如权利要求1-9中的任意一项所述的设备，其中，所述动力工具被电气地、液压地或气动地驱动。
27.一种包括权利要求1-26中的任意一项所述的设备的用于拧紧或松开紧固件的动力工具。
28.一种用于紧固物体的系统，包括：
螺纹紧固件；以及
权利要求27所述的动力工具。
29.一种用于拧紧或松开螺纹紧固件的方法，其利用螺纹紧固件、权利要求1-26中的任意一项所述的设备、权利要求27所述的动力工具、权利要求28所述的系统或其任何组合。
30.如权利要求29所述的方法，包括：
提供待紧固物体；
向所述待紧固物体提供螺纹紧固件；
提供具有权利要求1-26中的任意一项所述的设备的权利要求27所述的动力工具；以及
拧紧所述螺纹紧固件。
31.如权利要求29所述的方法，包括：
提供待松开物体；
确认用以松开所述待松开物体的螺纹紧固件；
在经确认的螺纹紧固件周围提供具有权利要求1-26中的任意一项所述的设备的权利要求27所述的动力工具；以及
松开所述经确认的螺纹紧固件。
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