CN107810090B - 用于拧紧螺纹紧固件的装置 - Google Patents

Abstract

根据本发明的第一方面，我们提供了一种用于液压扭矩工具的连杆驱动装置的低间隙面齿棘轮组件。该面齿棘轮组件包括：驱动板，该驱动板有在第一端的活塞接合装置和在第二端的机械加工面齿轮，该机械加工面齿轮有径向锯齿；以及棘轮驱动器，该棘轮驱动器有在第一端的机械加工面齿轮和在第二端的螺纹紧固件接合装置，该机械加工面齿轮有相对应的径向锯齿。有利的是，低间隙面齿棘轮组件使工具的体积和质量最小。只需要一个驱动板，该驱动板从第一端向第二端逐渐变小。而且，连杆驱动装置的侧部板从第一端向第二端逐渐变小。这样的几何形状使得连杆驱动装置的、形成第二端的部分的宽度最小，该第二端邻近螺纹紧固件接合装置，比邻近活塞接合装置的第一端小得多。较高的扭矩值只通过两个部件而在较小外壳中传递。特别是不需要驱动和/或反作用爪，因为驱动板和棘轮驱动器的齿实现了充分的面接合。连接件的设计是无反冲的，增大了工具的安全性，减小了由于磨损、弯曲、刮擦和裂纹而失效/疲劳的危险，并且适合改变力。

Description

用于拧紧螺纹紧固件的装置

相关申请的交叉引用

本申请是共同拥有和共同待审的美国专利申请No.62/168008的部分延续申请，该文献整个被本文参引，该美国专利申请No.62/168008的申请日为2015年5月29日，标题为“Apparatus for Tightening Threaded Fasteners”。

在本申请中公开的新颖特征提高了在美国专利申请No.13/023375中公开的技术，该文献整个被本文参引，该美国专利申请No.13/023375的申请日为2011年2月8日，标题为“Hydraulic Torque Wrench for Tight Clearance”。

技术领域

本发明涉及一种用于拧紧螺纹紧固件的装置。

背景技术

工业螺栓连接应用经常包括具有有限间隙和/或可接近性问题的螺纹紧固件。为了拧紧和松开这样的紧固件，操作人员可以使用现有技术的液压扭矩扳手，该液压扭矩扳手包括促动器和棘轮连杆。这两个部件可以是模块式的，因此，它们可以根据所期望的用途而连接和脱开。这种促动器可以包括一个或多个液压缸和活塞。通过安装在连杆上的促动器，促动器的活塞的自由端与在连杆内部的驱动操作杆可枢转地连接。当活塞往复运动时，它来回推动该驱动操作杆。而在驱动操作杆和套节之间形成的棘轮机构使得该套节旋转，并将扭矩施加至布置于套节中的螺纹紧固件上。

尽管这种扭矩扳手的操作有效，但是在本领域中的现有的扭矩扳手有与棘轮连杆类似的设计。这种连杆有侧部板，该侧部板夹住连杆的内部部件，且在板之间能够使用间隔件。套节安装在这些板之间，并通过在板中的开口而保持暴露。该套节形成于要转动的螺纹紧固件、内部驱动操作杆和棘轮机构之间，它保持在侧部板之间，因此能够转动。其它内部和外部部件可以在这种有限间隙的工具中找到。

尽管在工业上很通用，但是现有技术的用于有限间隙液压扭矩扳手的这种结构形式有限制。这种扭矩扳手的结构增加了扳手的总体宽度和/或套节的深度，这可能限制扳手在一些情况中的实用性。在一些情况中，障碍物或结构可能紧邻要关闭的物体，例如凸缘。这可能导致减小在物体、螺母以及螺栓或螺栓头的暴露端之间的高度和/或深度间隙，这可能对传统的有限间隙液压扭矩扳手的接近造成了限制。

因此，还需要能够在紧密间隙中使用的液压扭矩扳手，以便提高扳手与螺母的接近性并增加扳手在该领域的实用性。

发明内容

根据本发明的第一方面，我们提供了一种用于液压扭矩工具的连杆驱动装置的低间隙面齿棘轮组件。该面齿棘轮组件包括：驱动板，该驱动板有在第一端的活塞接合装置和在第二端的机械加工面齿轮，该机械加工面齿轮有径向锯齿；以及棘轮驱动器，该棘轮驱动器有在第一端的机械加工面齿轮和在第二端的螺纹紧固件接合装置，该机械加工面齿轮有相对应的径向锯齿。

有利的是，低间隙面齿棘轮组件使工具的体积和质量最小。只需要一个驱动板，该驱动板从第一端向第二端逐渐变小。而且，连杆驱动装置的侧部板从第一端向第二端逐渐变小。这样的几何形状使得连杆驱动装置的、形成第二端的部分的宽度最小，该第二端邻近螺纹紧固件接合装置，比邻近活塞接合装置的第一端小得多。较高的扭矩值只通过两个部件而在较小外壳中传递。特别是不需要驱动和/或反作用爪，因为驱动板和棘轮驱动器的齿实现了充分的面接合。连接件的设计是无反冲的，增大了工具的安全性，减小了由于磨损、弯曲、刮擦和裂纹而失效/疲劳的危险，并且适于改变力。

本发明的其它特征在下文中提出。

附图说明

下面将参考附图通过实例介绍本发明，附图中：

图1A-1D表示了根据本发明的具有低间隙面齿棘轮组件的液压扭矩扳手的透视图、正视图、侧视图和后视图；

图2A-2C表示了根据本发明的具有低间隙面齿棘轮组件的液压扭矩扳手的连杆驱动装置的内部部件的透视图、侧视图和正视图；

图3A-3B表示了根据本发明的低间隙面齿棘轮组件的透视图；

图4A-4D表示了根据本发明的低间隙面齿棘轮组件的驱动板和棘轮驱动器的透视图；

图5A-5F表示了根据本发明的低间隙面齿棘轮组件的驱动板的透视图、正视图、详细视图、侧视图和后视图；

图6A-6D表示了根据本发明的低间隙面齿棘轮组件的棘轮驱动器的透视图、正视图、侧视图和剖视图。

图7A-7D表示了根据本发明的具有低间隙面齿棘轮组件的液压扭矩扳手的波形弹簧的透视图、正视图和侧视图；

图8A-8D表示了根据本发明的具有低间隙面齿棘轮组件的液压扭矩扳手的侧部板的透视图、后视图、剖视图和侧视图；以及

图9-10表示了根据本发明的具有低间隙面齿棘轮组件的液压扭矩扳手的间隔件的实例的多种视图。

具体实施方式

图1A-1D表示了用于液压扭矩工具1的低间隙面齿棘轮组件100的透视图、正视图、侧视图和后视图，该液压扭矩工具1有气缸活塞装置10和连杆驱动装置50。

图2A-2C表示了具有低间隙面齿棘轮组件100的液压扭矩工具1的连杆驱动装置50的内部部件的透视图、侧视图和正视图。面齿棘轮组件100包括驱动板110，该驱动板110有在第一端111的活塞接合装置112以及在第二端115的、有径向锯齿117的机械加工面齿轮116。面齿棘轮组件100还包括棘轮驱动器120，该棘轮驱动器120有在第一端121的、具有相应径向锯齿123的机械加工面齿轮122以及在第二端125的螺纹紧固件接合装置126。面齿棘轮组件100形成于连杆驱动装置50的第一和第二侧部板51和52之间，并在该第一和第二侧部板51和52内运动，该第一和第二侧部板51和52通过第一、第二、第三和第四间隔件53、54、55和56而刚性地间隔开。

图2A-2C表示了驱动板110通过在第一和第二缸13和14(未详细示出)中的第一和第二液压活塞11和12而在前进和后退冲程中被往复驱动。驱动板110绕转动力轴线A而轴向摆动。在前进冲程中，驱动板110和棘轮驱动器120的相应的径向锯齿117和123在来自波形弹簧130的负载下接合，以拧紧或松开螺纹紧固件。波形弹簧130提供与普通线圈/压缩弹簧类似的力和偏转，也适合在工具1的紧密径向和轴向空间中。波形弹簧130形成于驱动板110和侧部板52之间。在后退冲程中，驱动板110和棘轮驱动器120的相应的径向锯齿117和123脱开并且相互滑过。

在前进冲程中，驱动板110和棘轮驱动器120的相应的径向锯齿117和123不可彼此相对转动地接合。传递的扭矩与周向力成比例，该周向力与现有技术的棘轮部件相比是最大化的。齿的角度表面在形锁合(positive locking)的情况下传递大部分周向力。拉紧介质例如盘(波形)弹簧施加所需的轴向力，以便将齿锁定成扭矩传递接合状态。齿绕着环进行啮合，且齿的扭矩能力随着它的直径而增加，并布置成用于容纳螺纹紧固件。大致为锥形的不对称的齿与可变型面角度一起使用。联接件由槽数、柱形结构的外径、槽的底部角(与柱形结构的轴线之间)和它们的深度来限定。

图3-10表示了低间隙面齿棘轮组件100和/或扭矩工具1的部件的多种视图和更多细节。

有利的是，低间隙面齿棘轮组件100使得扭矩工具1的体积和质量最小化。只需要一个驱动板110，而不是现有技术通常的两个，该驱动板110从第一端向第二端逐渐变小。而且，连杆驱动装置50的侧部板51和52从第一端向第二端逐渐变小。这种几何形状使得连杆驱动装置50的、形成第二端115的部分的宽度最小，该第二端115邻近螺纹紧固件接合装置126，比邻近活塞接合装置112的第一端111小得多。较高的扭矩值只通过两个部件而在较小外壳中传递。特别是不需要驱动和/或反作用爪，因为驱动板110和棘轮驱动器120的径向锯齿117和123实现了充分的面接合。连接件的设计是无反冲的，增大了工具的安全性，减小了由于磨损、弯曲、刮擦和裂纹而失效/疲劳的危险，并且适于改变力。

附图表示了用于小间隙液压工具的面齿棘轮连杆部件，但是也可以用于方形驱动工具和连杆，以便与电动、液压、手动或气动驱动的这两种工具一起使用。

应当理解，上述各元件或者两个或更多个一起，也可以在与上述类型不同的其它类型结构中找到有利的应用。在前面的说明书或后面的权利要求或附图中公开的特征(该特征以它们的特殊形式来表达，或者根据用于执行所述功能的装置方式来表达)或者用于获得所述结果的方法或者处理可以在合适时单独地或者以这些特征的任意组合来使用，用于以不同形式来实现本发明。

尽管本发明已经表示和介绍为在流体操作工具中实施，但是它并不局限于所示细节，因为在不脱离本发明精神的情况下可以以任意方式进行多种改变和结构变化。

不用进一步分析，上述内容充分揭示本发明的精神，其它人能够通过应用现有知识而容易地将它应用于各种用途，而并不省略从现有技术的观点来看构成本发明的普通或特定方面的基本特征的特征。

当在说明书和权利要求书中使用时，术语“包括”、“包含”、“有”及其变化形式的意思是包括指定的特征、步骤或整体。这些术语并不解释为排除其它特征、步骤或部件的存在。

Claims (4)

1.一种用于拧紧或松开紧固件的液压扭矩工具，所述液压扭矩工具具有在扭矩工具(1)内传递扭矩以便拧紧或松开紧固件的装置，所述装置形成于连杆驱动装置(50)内，并在连杆驱动装置(50)的第一侧部板(51)和第二侧部板(52)之间，该装置包括：

驱动板(110)，所述驱动板有在驱动板的第一端(111)的活塞接合装置(112)以及在驱动板的第二端(115)的具有径向锯齿(117)的机械加工面齿轮(116)；以及

棘轮驱动器(120)，所述棘轮驱动器有在棘轮驱动器的第一端(121)的具有相对应的径向锯齿(123)的机械加工面齿轮(122)以及在棘轮驱动器的第二端(125)的螺纹紧固件接合装置(126)，

其特征在于，所述装置还包括波形弹簧(130)，所述波形弹簧(130)形成于所述扭矩工具(1)的驱动板(110)和第二侧部板(52)之间，其中，所述连杆驱动装置(50)的第一侧部板(51)和第二侧部板(52)从所述驱动板的第一端(111)向所述驱动板的第二端(115)逐渐变小，以使得所述连杆驱动装置(50)在所述驱动板的第二端(115)的宽度比所述连杆驱动装置(50)在所述驱动板的第一端(111)的宽度小得多。

2.根据权利要求1所述的液压扭矩工具，其中：在所述扭矩工具(1)的前进冲程中，驱动板(110)和棘轮驱动器(120)的相应的径向锯齿(117、123)在来自波形弹簧(130)的负载下接合，以便拧紧或松开螺纹紧固件。

3.根据权利要求2所述的液压扭矩工具，其中：在所述扭矩工具(1)的后退冲程中，所述驱动板(110)和棘轮驱动器(120)的相应的径向锯齿(117、123)脱开并且相互滑过。

4.根据权利要求1所述的液压扭矩工具，其中：所述驱动板(110)从所述驱动板的第一端(111)向所述驱动板的第二端(115)逐渐变小。

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