EA018737B1

EA018737B1 - Радиально расширяющееся болтовое соединение

Info

Publication number: EA018737B1
Application number: EA201001825A
Authority: EA
Inventors: Майкл Ф. Долан; Ульрих Оемс
Original assignee: Джетид Корп.
Priority date: 2008-06-26
Filing date: 2009-06-24
Publication date: 2013-10-30
Also published as: ES2455117T3; JP2011526349A; CO6351819A2; AU2009262249B2; TWI477701B; SI2294324T1; CA2862223C; MX2010014375A; WO2009158401A1; DK2294324T3; EP2294324A1; CN102076977A; CA2862223A1; ZA201009219B; HRP20140345T1; BRPI0910215A2; KR101565450B1; CA2728770C; DE112009001605T5; AU2009262249A1

Abstract

Радиально расширяющееся болтовое соединение имеет полый элемент, вставляемый в отверстие объекта и имеющий внутреннюю поверхность по меньшей мере с одной частью внутренней поверхности, являющейся конической, расширяющийся элемент, вставляемый в полый элемент и имеющий внешнюю поверхность по меньшей мере с одной частью внешней поверхности, являющейся конической, взаимодействующей с конической частью внутренней поверхности полого элемента, дополнительные элементы для смещения расширяющегося элемента в противоположных осевых направлениях для затягивания и ослабления болтового соединения, и шайбу, расположенную между объектом и одним из дополнительных элементов на одном из осевых концов таким образом, что один дополнительный элемент смещает расширяющийся элемент в одном осевом направлении и, вследствие взаимодействия частей конической поверхности, расширяет полый элемент для его фиксации в отверстии объекта, при этом другой дополнительный элемент смещает расширяющийся элемент в противоположном осевом направлении, и части конической поверхности расцепляются одна с другой таким образом, что полый элемент сужается и радиально расширяющееся болтовое соединение может выниматься из полого объекта.

Description

Изобретение касается болтового соединения, в частности радиально расширяющегося болтового соединения.

Радиально расширяющиеся болтовые соединения известны специалистам в данной области. Известное радиально расширяющееся болтовое соединение включает внешний трубчатый расширяющийся элемент, выполненный в форме гильзы с внутренней конической частью, и ответный внутренний расширяющийся элемент, выполненный в форме внутреннего штифта с внешней конической частью, взаимодействующей с конической частью гильзы. Внешнюю гильзу вставляют в отверстие объекта, подлежащего затягиванию, например двух сопредельных фланцев, которые должны соединяться друг с другом. После этого внутренний штифт вставляют во внешнюю гильзу и тянут при помощи внешнего средства, заставляя конические части скользить одна по другой и, таким образом, расширять внешнюю гильзу.

В настоящее время применяются гидравлические инструменты или определенное количество нажимных винтов в качестве внешнего средства для приложения растягивающей нагрузки к радиально расширяющемуся болтовому соединению. Авторы считают, что существующие радиально расширяющиеся болтовые соединения поддаются дальнейшему усовершенствованию.

Краткое описание изобретения

Соответственно, предметом данного изобретения является обеспечение радиально расширяющегося болтового соединения, дополнительно усовершенствованного по сравнению с существующими комплектами этого типа.

С учетом этих и других целей, которые станут очевидны далее, одна особенность данного изобретения в общих чертах состоит в обеспечении радиально расширяющегося болтового соединения, включающего полый элемент, вставляемый в отверстие объекта, имеющий ось и расширяющийся в радиальном направлении, вышеупомянутый полый элемент имеет внутреннюю поверхность по меньшей мере с одной частью внутренней поверхности, являющейся конической; расширяющийся элемент, вставляемый в вышеупомянутый полый элемент и имеющий внешнюю поверхность по меньшей мере с одной частью внешней поверхности, являющейся конической, взаимодействующей с вышеупомянутой конической частью внутренней поверхности вышеупомянутого полого элемента, вышеупомянутый расширяющийся элемент имеет два противоположных в осевом направлении конца, каждый из которых входит в контакт с дополнительным элементом, сконфигурированный для смещения вышеупомянутого расширяющегося элемента в противоположных осевых направлениях для затягивания болтового соединения и для ослабления болтового соединения соответственно; и шайбу, расположенную между объектом и одним из дополнительных элементов на одном из вышеупомянутых осевых концов таким образом, что вышеупомянутый один дополнительный элемент смещает вышеупомянутый расширяющийся элемент в одном осевом направлении и, вследствие взаимодействия вышеупомянутых конических частей внутренней и внешней поверхностей, расширяет вышеупомянутый полый элемент для его фиксации в отверстии объекта, при этом другой дополнительный элемент смещает вышеупомянутый расширяющийся элемент в противоположном осевом направлении, и вышеупомянутые конические части внутренней и внешней поверхностей расцепляются одна от другой таким образом, что вышеупомянутый полый элемент сжимается, и радиально расширяющееся болтовое соединение может выниматься из отверстия вышеупомянутого объекта.

Другая особенность данного изобретения в общих чертах состоит в том, что расширяющийся элемент имеет зацепляющие образования, предусмотренные на противоположных осевых концах и зацепляемые дополнительными элементами.

Еще одна особенность данного изобретения состоит в том, что шайба в неповоротном режиме соединяется с одним осевым концом полого элемента, и предусмотрено средство для неповоротного соединения шайбы с одним осевым концом полого элемента.

Еще одна особенность данного изобретения состоит в том, что шайба имеет средства зацепления инструментом, применяемым для поворота одного дополнительного элемента и поглощения реактивной силы, возникающей во время приложения действующей силы со стороны инструмента на один дополнительный элемент.

Еще одна особенность данного изобретения состоит в том, что полый элемент на противоположном осевом конце имеет радиально выступающую часть.

Еще одна особенность данного изобретения состоит в том, что расширяющаяся часть оснащена средствами зацепления инструментом для поглощения реактивной силы, возникающей во время приложения действующей силы со стороны инструмента на другой дополнительный элемент, для смещения расширяющегося элемента в противоположном осевом направлении.

Новые особенности, которые рассматриваются как характерные для данного изобретения, излага- 1 018737 ются, в частности, в прилагаемой формуле изобретения. Однако само изобретение, в отношении как конструкции, так и способа эксплуатации, вместе с его дополнительными целями и преимуществами, станет понятно из представленного ниже описания конкретных вариантов осуществления по прочтении в связи с прилагаемыми фигурами.

Краткое описание фигур

Фиг. 1 является видом, представляющим поперечное сечение радиально расширяющегося болтового соединения в соответствии с данным изобретением с учетом цели его применения.

Фиг. 2 является перспективным видом радиально расширяющегося болтового соединения в соответствии с данным изобретением.

Описание предпочтительных вариантов осуществления

Радиально расширяющееся болтовое соединение в соответствии с данным изобретением включает внешний полый трубчатый элемент, выполненный в форме гильзы (1). Гильза (1) имеет внешнюю цилиндрическую поверхность, а также внутреннюю поверхность, включающую по меньшей мере одну коническую часть (2). Гильза (1) имеет ось (2) и два осевых конца (3, 4). Осевой конец (3) гильзы (2) оснащен зацепляющими образованиями, выполненными, например, в форме продольных шлицев, или шестиугольной поверхности, или звездчатой поверхности, или других многоугольных образований (5), в то время как противоположный осевой конец (4), выполненный в форме радиально выступающего фланца, также имеет зацепляющие образования, которые также могут быть выполнены, например, в форме продольных шлицев, или шестиугольной поверхности, или звездчатой поверхности, или других многоугольных образований (6), предназначение которых объясняется ниже.

Радиально расширяющееся болтовое соединение также имеет расширяющийся элемент, выполненный с внутренним штифтом (7). Штифт (7) имеет два противоположных в осевом направлении конца (8, 9), каждый из которых оснащен зацепляющими образованиями, например резьбой (10, 11), предназначение которых объясняется ниже. Штифт (7) имеет внешнюю поверхность по меньшей мере с одной частью (12), которая является конической и по сути соответствует конической части (2) внутренней поверхности гильзы (1).

Радиально расширяющееся болтовое соединение в соответствии с данным изобретением также имеет шайбу, обозначаемую номером (13). Шайба (13) имеет внутреннюю поверхность, оснащенную внутренними шлицами, или шестиугольную поверхность, или звездчатую поверхность, или другие многоугольные образования (14), способные зацепляться с внешними многоугольными образованиями (5) гильзы (1) с целью соединения шайбы (13) с гильзой (1) без возможности поворота вокруг оси (А). Шайба (13) также имеет внешние зацепляющие образования, выполненные, например, в форме внешних продольных шлицев, или шестиугольной поверхности, или звездчатой поверхности, или других многоугольных образований (15) для зацепления инструментом, при помощи которого затягивается или ослабляется болтовое соединение.

Ступенчатая гайка (16) имеет часть, вставляемую в отверстие шайбы (13) и имеющую внутреннюю резьбу (17), зацепляющуюся с внешней резьбой штифта (7). Гайка (16) также имеет внешнюю часть, оснащенную определенным количеством продольных шлицев, или шестиугольную поверхность, или звездчатую поверхность, или другие многоугольные образования (18). Другая гайка (19) имеет часть, вставляемую в противоположный конец гильзы (1) и имеющую внутреннюю резьбу (20), зацепляющуюся с внешней резьбой на противоположном конце штифта (7). Гайка (19) также имеет внешнюю часть, оснащенную определенным количеством продольных шлицев, или шестиугольную поверхность, или звездчатую поверхность, или другие многоугольные образования (21).

Гильза (1) способна расширяться в радиальном направлении. Это может достигаться путем выполнения гильзы (1) с тонкой растягиваемой стенкой, путем выполнения в ней продольных прорезей (22) и т.п.

Радиально расширяющееся болтовое соединение в соответствии с данным изобретением действует следующим образом:

Внешняя гильза (1) сначала входит во внутренние отверстия (23, 24) объекта, состоящего из двух фланцев (25, 26), которые выравниваются и прикрепляются друг к другу. Затем шайба (13) насаживается на правый осевой конец (3) внешней гильзы (1), и ее внутренние многоугольные образования зацепляются с внешними многоугольными образованиями гильзы (1). Штифт (7) вставляется внутрь гильзы (1), и гайка (16) навинчивается на правый осевой конец штифта (7). Для расширяющегося болтового соединения применяют такой инструмент, как, например, гаечный ключ с ограничением по крутящему моменту. В частности, действующая сила прилагается путем поворота части инструмента, зацепляющейся с многоугольными образованиями (18) гайки (16), в то время как реакционно-поглощающая часть инструмента, например неподвижный реакционный элемент, зацепляется с многоугольными образованиями (15) шайбы (13).

Во время поворота гайки (16) инструментом с поглощением реакции шайбой (13) внутренний штифт оттягивается вправо на фиг. 1. Благодаря взаимодействию конической части внешней поверхности штифта (7) с конической частью (2) внутренней поверхности внешней гильзы (1), во время этого продольного смещения гильза (1) радиально расширяется наружу. При осевом смещении стержня (7)

- 2 018737 фланцы (25, 26) объекта выравниваются относительно друг друга и фиксируются в осевом направлении между шайбой (13) и фланцем (4), а радиально расширяющаяся гильза (1) фиксируется в радиальном направлении в отверстиях (23, 24) объекта, и болтовое соединение зажимается в объекте.

Для отсоединения радиально расширяющегося болтового соединения от объекта гайку (19) навинчивают на левый осевой конец штифта (7) и поворачивают при помощи части инструмента, прилагающей действующую силу, в то время как другая часть инструмента, являющаяся неподвижной и поглощающая реактивную силу, зацепляется с многоугольными образованиями фланца (4) гильзы (1). Гайка (16) отвинчивается от правого осевого конца штифта (7). Во время вращения гайки (19) штифт оттягивается в противоположном осевом направлении, коническая часть внешней поверхности штифта (7) расцепляется с конической частью внутренней поверхности гильзы (1) таким образом, чтобы устранялось радиальное внешнее давление штифта (7) на гильзу (1). Внешний диаметр внешней гильзы (1) уменьшается, и она расцепляется с внутренними стенками отверстий (23, 24) объекта (25, 26). Комплект согласно изобретению может вытягиваться через отверстия (23, 24) влево и сниматься с объекта (25, 26).

Следует понимать, что каждый из описанных выше элементов, или два или более вместе, также могут находить полезное применение в других типах конструкций, отличных от описанных выше типов.

Хотя изобретение поясняется и описывается как вариант осуществления с радиально расширяющимся болтовым соединением, оно не ограничивается показанными деталями, поскольку возможны различные модификации и структурные изменения без какого бы то ни было отклонения от сущности данного изобретения.

Без дальнейшего анализа, вышеизложенное полностью раскрывает сущность данного изобретения таким образом, чтобы его можно было с использованием имеющихся знаний легко приспособить для различных случаев применения, не упуская особенностей, которые, с точки зрения известного уровня техники, явно составляют существенные характеристики общих или конкретных аспектов этого изобретения.

Заявляемая новизна, требующая охраны патентной грамотой, излагается в прилагаемой формуле изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Радиально расширяющееся болтовое соединение, включающее полый элемент, вставляемый в отверстие объекта, имеющий ось и расширяющийся в радиальном направлении, вышеупомянутый полый элемент имеет внутреннюю поверхность по меньшей мере с одной частью внутренней поверхности, которая является конической; расширяющийся элемент, вставляемый в вышеупомянутый полый элемент и имеющий внешнюю поверхность по меньшей мере с одной частью внешней поверхности, являющейся конической, взаимодействующей с вышеупомянутой конической частью внутренней поверхности вышеупомянутого полого элемента, вышеупомянутый расширяющийся элемент имеет два противоположных в осевом направлении конца, каждый из которых входит в контакт с дополнительным элементом, сконфигурированный для смещения вышеупомянутого расширяющегося элемента в противоположных осевых направлениях для затягивания болтового соединения и для ослабления болтового соединения соответственно; и шайбу, расположенную между объектом и одним из дополнительных элементов на одном из вышеупомянутых осевых концов таким образом, что вышеупомянутый один дополнительный элемент смещает вышеупомянутый расширяющийся элемент в одном осевом направлении и, вследствие взаимодействия вышеупомянутых конических частей внутренней и внешней поверхностей, расширяет вышеупомянутый полый элемент для его фиксации в отверстии объекта, при этом другой дополнительный элемент смещает вышеупомянутый расширяющийся элемент в противоположном осевом направлении, и вышеупомянутые конические части внутренней и внешней поверхностей расцепляются одна от другой таким образом, что вышеупомянутый полый элемент сжимается и радиально расширяющееся болтовое соединение может выниматься из отверстия вышеупомянутого объекта.
2. Радиально расширяющееся болтовое соединение по п.1, отличающееся тем, что вышеупомянутый расширяющийся элемент имеет зацепляющие образования, предусмотренные на вышеупомянутых противоположных осевых концах и зацепляемые дополнительными элементами.
3. Радиально расширяющееся болтовое соединение по п.2, отличающееся тем, что вышеупомянутые зацепляющие образования на вышеупомянутых противоположных осевых концах вышеупомянутого расширяющегося элемента включают резьбу.
4. Радиально расширяющееся болтовое соединение по п.1, отличающееся тем, что вышеупомянутая шайба в неповоротном режиме соединяется с одним осевым концом вышеупомянутого полого элемента; и также включает средства неповоротного соединения вышеупомянутой шайбы с вышеупомянутым одним осевым концом вышеупомянутого полого элемента.
5. Радиально расширяющееся болтовое соединение по п.4, отличающееся тем, что вышеупомянутые средства вышеупомянутого неповоротного соединения вышеупомянутой шайбы с вышеупомянутым одним концом вышеупомянутого полого элемента включают многоугольные образования.
6. Радиально расширяющееся болтовое соединение по п.1, отличающееся тем, что вышеупомянутая

- 3 018737 шайба имеет средства зацепления инструментом, применяемым для поворота вышеупомянутого одного дополнительного элемента и поглощения реактивной силы, возникающей во время приложения инструментом действующей силы к вышеупомянутому одному дополнительному элементу.
7. Радиально расширяющееся болтовое соединение по п.6, отличающееся тем, что вышеупомянутые средства зацепления инструментом включают многоугольные образования.
8. Радиально расширяющееся болтовое соединение по п.1, отличающееся тем, что вышеупомянутый полый элемент на вышеупомянутом противоположном осевом конце имеет радиально выступающую часть.
9. Радиально расширяющееся болтовое соединение по п.8, отличающееся тем, что вышеупомянутая выступающая часть оснащена средствами зацепления инструментом для поглощения реактивной силы, возникающей во время приложения действующей силы со стороны инструмента на другой дополнительный элемент, для смещения вышеупомянутого расширяющегося элемента в противоположном осевом направлении.
10. Радиально расширяющееся болтовое соединение по п.3, отличающееся тем, что вышеупомянутые дополнительные элементы являются оснащенными резьбой гайками.