PL167456B1

PL167456B1 - Ratchet mechanism for a hydraulic wrench

Info

Publication number: PL167456B1
Application number: PL29363592A
Authority: PL
Inventors: Tomasz Selinger; Zdzislaw Czyszek
Original assignee: Archimedes Sa
Priority date: 1992-02-26
Filing date: 1992-02-26
Publication date: 1995-09-30
Also published as: PL293635A1

Abstract

1. Mechanizm zapadkowy klucza hydraulicznego zbudowany z cylindrycznego członu gniazdowego umieszczonego w okrągłym otworze dźwigni napędowej', zaopatrzonego na zewnętrznej, czołowej powierzchni w elementy sprzęgające i w pręt napędowy zamontowany w centralnym otworze członu oraz z elementów sprzęgających usytuowanych w dźwigni i z zapadki, znamienny tym, że elementami sprzęgającymi, przenoszącymi moment obrotowy, są elementy kształtowe (1) usytuowane w komorach (4) wykonanych w dźwigni (3) zespołu napędowego orazwspółpracujące z nimirolki(5) umiejscowione na obwodzie koła (2) stanowiącego człon gniazdowy i przegubowe połączenie dźwigni (3) z korpusem (11) klucza, przy czym elementy kształtowe (1) mają postać łopatek prostopadłościennych z wybraniami (13) w kształcie wycinków powierzchni walcowej z jednej strony i otworami (14), z drugiej, zaś koło (2) ma trzy segmenty, środkowy, o większej średnicy z rolkami (5), zawarty między ramionami korpusu (11) klucza, ułożyskowany na tych rolkach (5) oraz segmenty boczne, o mniejszej średnicy, osadzone obrotowo w ramionach korpusu (11) klucza, a prętem napędowym jest przelotowy, obustronny, dwupołożeniowy zabierak(6) osadzony przesuwnie w centralnym otworze koła (2).1. Ratchet mechanism of the hydraulic wrench constructed of a cylindrical seating member placed on in the round hole of the drive lever ', provided on the outer front surface with v coupling elements and in the drive rod mounted in the central opening of the member and the engaging means located in the lever and the latch, characteristic in that the coupling and transmission elements torque, the moldings (1) are positioned in the chambers (4) made in the lever (3) of the assembly and the rollers (5) cooperating with it are located on the circumference of the wheel (2) forming the socket member and articulated connection of the lever (3) with the body (11) of the key, the shaped elements (1) having the form of rectangular blades with recesses (13) in the shape of sections of a cylindrical surface from one sides and holes (14) on the other, and wheel (2) has three segments, middle, larger diameter with rollers (5), between the arms of the key body (11), with bearings on these rollers (5) and side segments, o smaller diameter, rotatably mounted in the arms the key body (11), and the drive rod is through, two-sided, two-position driver (6) embedded slidably in the wheel's central hole (2).

Description

Przedmiotem wynalazku jest mechanizm zapadkowy klucza hydraulicznego.The invention relates to a ratchet mechanism of a hydraulic wrench.

Znane są rozwiązania konstrukcyjne mechanizmu zapadkowego w kluczach hydraulicznych opartych na zasadzie trójkąta przegubowego z klasyczną zapadką sprzęgającą dźwignię klucza z kołem zapadkowym wywołującym obrót nakrętki lub śruby poprzez specjalny zabierak. W tych rozwiązaniach występują bardzo duże obciążenia mechanizmu zapadkowego i dlatego klucze z takim mechanizmem mają duże gabaryty. Znane są też mechanizmy zapadkowe, w których zapadka zastąpiona jest zębatym urządzeniem dźwigniowym pozwalającym rozłożyć obciążenie na kilka kolejnych zębów. Ale i takie rozwiązanie również nie umożliwia znacznego zmniejszenia gabarytów klucza. Inne rozwiązania układów roboczych kluczy zmierzają głównie do ich miniaturyzacji z jednoczesnym uzyskaniem wysokich paramaetrów siłowych.There are known design solutions of the ratchet mechanism in hydraulic wrenches based on the principle of an articulated triangle with a classic ratchet coupling the key lever with the ratchet wheel causing the nut or bolt to rotate through a special driver. In these solutions, there are very high loads on the ratchet mechanism and therefore the wrenches with such a mechanism have large dimensions. There are also ratchet mechanisms in which the pawl is replaced with a toothed lever device that allows the load to be distributed over several consecutive teeth. But even such a solution does not make it possible to significantly reduce the dimensions of the key. Other solutions of the working systems of the wrenches mainly aim at their miniaturization with the simultaneous achievement of high force parameters.

Znany z patentów USA nr 3745 858 i nr 4 674 368 mechanizm zapadkowy klucza hydraulicznego zawiera cylindryczny człon gniazdowy umieszczony w okrągłym otworze wykonanym w ramieniu dźwigni zespołu napędowego, zaopatrzony w czołowe wycięcia współpracujące z czołowymi, komplementarnymi wycięciami wykonanymi w ramieniu dźwigni. Zespół gniazdowy ma kwadratowy lub sześciokątny pręt napędowy do współpracy z elementami mocowanymi na jego końcu. W płytach korpusu obejmujących ramię dźwigni znajdują się wycięcia wyosiowane z okrągłym otworem dźwigni.The ratchet mechanism of a hydraulic wrench, known from US Pat. Nos. 3,745,858 and 4,674,368, includes a cylindrical seat member housed in a circular opening in the lever arm of the drive unit, provided with frontal cutouts cooperating with frontal complementary cutouts in the lever arm. The socket assembly has a square or hexagonal drive rod for mating with elements fitted at its end. In the body plates enclosing the lever arm there are cutouts aligned with the round hole in the lever.

Elementami sprzęgającymi są cylindryczne kołki umieszczone we wgłębieniach (wycięciach) członu, a w zespole napędowym zamocowana jest sprężyna służąca do dociskania kołków do powierzchni wycięć zespołu gniazda. Każde wycięcie zespołu napędowego, związane z nim wycięcie na członie gniazda oraz związany człon sprzęgający tworzą zespół sprzęgnięcia i/lub zapadki, czyliThe coupling elements are cylindrical pins placed in the member recesses (notches), and a spring is mounted in the drive unit to press the pins against the cutout surfaces of the socket unit. Each drive unit cutout, associated cutout on the socket member, and associated engaging member form an engaging and / or detent assembly, i.e.

167 456 mechanizm zapadkowy klucza. Podczas przemieszczania zespołu napędowego w czasie pracy w jednym kierunku dwa łub większa liczba kołków zostaje osadzona w wycięciach członu gniazda i są one uwięzione pomiędzy powierzchniami wycięć zespołu napędowego oraz członu gniazdowego, celem sprzęgnięcia członu gniazda z członem napędowym dla obrócenia zespołu gniazda. Gdy zespół napędowy jest obracany w przeciwnym kierunku, kołki zostają odsunięte od napędowego zazębienia pomiędzy zespołem napędowym a członem gniazda, przez co odsprzęgąją gniazdo i zespół, aby umożliwić swobodny powrót zespołu napędowego bez powodowania związanego obrotu członu gniazda. Podczas tego powrotnego suwu kołki są przenoszone przez zespół napędowy i przemieszczają się z jednego wycięcia w kierunku następnego tak, aby dwa lub większa liczba kołków ponownie została osadzona w wycięciach członu gniazda przed następnym suwem napędowym. Dla synchronizacji ruchu kołków zastosowane są na powierzchni czołowej elementu gniazdowego małe zaczepy lub wycięcia wprowadzające. Zaczep występuje na krawędzi prowadzącej każdego wycięcia i powoduje przerwanie i synchronizację ruchu postępującego kołków podczas odwrotnego suwu mechanizmu zapadkowego, aż występ na zewnętrznym członie mechanizmu wymusi osadzenie wszystkich kołków jednocześnie. Zaczep przy każdym wycięciu powoduje, że kołek czeka na wymuszone działanie osadzające zanim kołek przemieści się do wycięcia.167 456 key ratchet mechanism. When the drive assembly is moved during operation in one direction, two or more pins are seated in the slots of the socket member and are trapped between the cut surfaces of the drive assembly and the socket member to engage the socket member with the drive member to rotate the socket assembly. When the drive assembly is rotated in the opposite direction, the pins are disengaged from the drive engagement between the drive assembly and the socket member, thereby disengaging the socket and assembly to allow the drive assembly to return freely without causing associated rotation of the socket member. During this return stroke, the pins are carried by the drive unit and move from one notch towards the next so that two or more pins reseat in the slots of the socket member before the next drive stroke. In order to synchronize the movement of the pins, small catches or introductory cuts are provided on the face of the socket element. The catch is present on the leading edge of each cutout and disrupts and synchronizes the advancing movement of the pins during the reverse stroke of the ratchet mechanism until a projection on the outer member of the mechanism forces all pins to seat simultaneously. The tab at each notch causes the pin to wait for a positive seating action before the pin moves into the notch.

Istotnymi zaletami opisanego mechanizmu zapadkowego jest to, że pozwala on na powrót źródła mocy do jego położenia wyjściowego na zakończenie każdego suwu bez przykładania do zespołu gniazdowego przeciwnie skierowanego momentu obrotowego oraz na równomierne rozłożenie obciążenia źródła zasilania na gniazdo, przez spowodowanie, że każdy zespół zatrzasku mechanizmu zapadkowego przyjmuje jednakową część przyłożonego obciążenia. Zwiększa to trwałość mechanizmu i pozwala na zastosowanie w kluczach używanych do dużych momentów obrotowych.Significant advantages of the described ratchet mechanism are that it allows the power source to be returned to its home position at the end of each stroke without applying an opposing torque to the socket assembly, and to evenly distribute the load on the power source over the socket by causing each latch assembly of the mechanism to be the ratchet takes an equal part of the applied load. This increases the durability of the mechanism and allows it to be used in wrenches used for high torques.

Mechanizm zapadkowy według wynalazku ma podobne zalety przy prostszej konstrukcji i mniejszych gabarytach klucza.The ratchet mechanism according to the invention has similar advantages with a simpler structure and smaller wrench size.

Moment obrotowy w mechanizmie zapadkowym według wynalazku przenoszony jest przez elementy kształtowe zawarte w komorach usytuowanych w dźwigni zespołu napędowego oraz współpracujące z nimi rolki osadzone na obwodzie koła stanowiącego człon gniazdowy i jednocześnie połączenie przegubowe łączące dźwignię zespołu napędowego z korpusem klucza. Ścianki komór dźwigni naciskają na elementy kształtowe, które z kolei wywierają nacisk na rolki. Koło ma trzy segmenty o dwóch średnicach: segment środkowy, o większej średnicy z rolkami, osadzony między ramionami korpusu klucza i segmenty boczne, o mniejszej średnicy, osadzone obrotowo w ramionach korpusu klucza, spełniające rolę połączenia przegubowego korpusu i dźwigni. Rolki są nie tylko elementami sprzęgającymi, ale również łożyskowymi.The torque in the ratchet mechanism according to the invention is transmitted by the shaped elements contained in the chambers situated in the drive unit lever and the co-operating rollers mounted on the circumference of the wheel constituting the socket member and at the same time the articulation connecting the drive unit lever with the key body. The walls of the lever chambers press against the moldings, which in turn exert pressure on the rollers. The wheel has three segments with two diameters: a middle segment, with a larger diameter, with rollers, seated between the legs of the key body, and side segments, with a smaller diameter, rotatably mounted in the legs of the key body, acting as an articulated joint between the body and the lever. The rollers are not only coupling elements, but also bearing elements.

Elementy kształtowe mają postać łopatek prostopadłościennych z wybraniami w kształcie wycinka powierzchni walcowej z jednej strony i otworami, z drugiej strony.The shaped elements are in the form of cuboidal blades with recesses in the shape of a segment of a cylindrical surface on one side and openings on the other side.

Po obu stronach segmentu środkowego koła umiejscowione są pierścienie związane na stałe z dźwignią, które mają prowadnice dla rolek, w celu zabezpieczenia ich przed niekontrolowanym przemieszczeniem.On both sides of the middle segment of the wheel, there are rings permanently connected to the lever, which have guides for the rollers in order to protect them against uncontrolled displacement.

Koło ma centralny otwór, w którym osadzony jest przelotowy, obustronny zabierak o wymiarach uzależnionych od wielkości klucza i zadanego momentu obrotowego. Zabierak zamocowany jest w kole przesuwnie dla umożliwienia ustawienia go w dwóch położeniach roboczych, zakręcanie (z jednej strony klucza) i odkręcenie (z drugiej strony klucza).The wheel has a central hole in which a double-sided driver is mounted, with dimensions depending on the size of the key and the given torque. The driver is slidably mounted in the wheel to enable it to be set in two working positions, tightening (on one side of the key) and unscrewing (on the other side of the key).

Liczba elementów kształtowych wyznaczona jest przez efektywność momentu obrotowego uzależnioną od kąta obrotu dźwigni zespołu napędowego. Elementy kształtowe obracają się na osiach nie przenoszących obciążenia, na których zabudowane są sprężyny mające swe gniazda w pierścieniach.The number of shaped elements is determined by the efficiency of the torque dependent on the angle of rotation of the lever of the drive unit. The shaped elements rotate on non-load-bearing axes, on which the springs with their seats in the rings are built.

Poniżej średnicy środkowego segmentu koła umieszczona jest zapadka blokująca koło w czasie ruchu jałowego dźwigni napędowej.Below the diameter of the middle segment of the wheel, there is a ratchet that blocks the wheel during idle movement of the driving lever.

Kształt elementów przenoszących moment obrotowy pozwala na uniknięcie obciążeń punktowych oraz liniowych i w miarę równomierne rozłożenie obciążeń na odpowiednio dobranej powierzchni. To zapewnia dużą trwałość elementów roboczych. Zaletą takiego mechanizmu zapadkowego jest ponadto możliwość uzyskania korzystnego współczynnika ciężaru klucza do rozwijanego momentu obrotowego.The shape of the torque transmitting elements allows you to avoid point and linear loads and to distribute loads evenly on a properly selected surface. This ensures high durability of the working elements. The advantage of such a ratchet mechanism is, moreover, the possibility of obtaining a favorable ratio of the weight of the wrench to the developed torque.

167 456167 456

Przedmiot wynalazku pokazany jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia mechanizm zapadkowy w przekroju podłużnym z fragmentami dźwigni i korpusu klucza, fig. 2 - półwidok czołowy od strony strzałek na fig. 1, z półprzekrojem poprzecznym wzdłuż linii A - A. a fig. 3 - widok łopatki elementu kształtowego (w powiększeniu).The subject of the invention is shown in the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows the ratchet mechanism in a longitudinal section with parts of the lever and the key body, Fig. 2 - half end-view from the arrows side in Fig. 1, with a half-section along the line A-A and Fig. 3 is an enlarged view of a shaped element blade.

Mechanizm zapadkowy zbudowany jest z elementów kształtowych 1 umieszczonych w dźwigni 3 zespołu napędowego, w specjalnych komorach 4 oraz z koła 2 zawierającego elementy sprzęgające i łożyskowe w postaci rolek 5.The ratchet mechanism consists of shaped elements 1 placed in the lever 3 of the drive unit, in special chambers 4 and of a wheel 2 containing coupling and bearing elements in the form of rollers 5.

W dźwigni 3 uformowane są trzy elementy kształtowe 1, przenoszące moment obrotowy. Mają one kształt łopatek prostopadłościennych z wybraniami 13, będącymi częścią powierzchni walcowej z jednej strony i otworami 14 z drugiej.Three shaped elements 1 are formed in the lever 3 for transmitting the torque. They have the shape of cuboidal blades with recesses 13 being part of the cylindrical surface on one side and openings 14 on the other.

Koło 2 ma trzy segmenty-środkowy, o większej średnicy z rolkami 5, zawarty między ramionami korpusu 11 i boczne, o mniejszej średnicy, osadzone obrotowo w ramionach korpusu 11. Rolki 5 umieszczone są na obwodzie segmentu środkowego koła 2. Po obu stronach środkowego segmentu kola 2 umocowane są pierścienie 17 związane na stałe z dźwignią 3 za pomocą kołków 16, zawierające prowadnice dla rolek 5.The wheel 2 has three segments - middle, larger diameter with rollers 5, contained between the body arms 11, and side, smaller diameter ones, rotatably mounted in the body arms 11. Rollers 5 are located on the circumference of the middle wheel segment 2. On both sides of the middle segment the wheels 2 are fixed with rings 17 permanently connected to the lever 3 by means of pins 16, containing guides for rollers 5.

Koło 2 ma centralny, kwadratowy otwór, w którym osadzony jest obustronny, przelotowy zabierakć, ustawiany w dwóch położeniach roboczych - zakręcanie i odkręcanie, ustalany za pomocą gwintowanego kołka 18 w gnieździe 19. Do zabieraka 6 mocowana jest nasadka przy pomocy zawleczki przetykanej przez otwór 20.The wheel 2 has a central, square hole in which a double-sided, through driver is mounted, set in two working positions - screwing and unscrewing, fixed by means of a threaded pin 18 in the socket 19. The adapter 6 is attached to the adapter with a cotter pin threaded through the hole 20 .

Elementy kształtowe 1 obracają się na sworzniach 7, na których zabudowane są sprężyny 8, mające gniazda w pierścieniach 17.The shaped elements 1 rotate on pins 7, on which springs 8 are built, which have seats in the rings 17.

Poniżej średnicy środkowego segmentu koła 2 zamontowana jest zapadka 9 podparta sprężyną 10. Zapadka 9 opiera się swym ramieniem na tulei 12 sworznia 15, łączącego boki korpusu 11 klucza.Below the diameter of the middle segment of the wheel 2, a pawl 9 is mounted, supported by a spring 10. The pawl 9 rests with its arm on the sleeve 12 of the pin 15 connecting the sides of the body 11 of the key.

Działanie mechanizmu jest następujące. Po zadziałaniu zasilania z cylindra siłownika od strony tłokowej dźwignia 3 wykonuje ruch do przodu. Elementy kształtowe 1, naciskane ściankami komór dźwigni 3, wchodzą swą powierzchnią roboczą w kontakt z rolkami 5, powodując obrót koła 2, a tym samym zabieraka 6 roboczego. Po zasileniu cylindra siłownika od strony tłoczyskowej następuje ruch powrotny dźwigni 3, w czasie którego elementy kształtowe 1 odchylają się na sprężynach 8 wokół sworzni 7, chowając się w komorach 4 dźwigni 3. Jed.nocześ'nie zapadka 9 blokuje ruch powrotny koła 2.The mechanism works as follows. After activation of the power from the cylinder of the actuator from the piston side, the lever 3 moves forward. The shaped elements 1, pressed by the walls of the chambers of the lever 3, come into contact with their working surface with the rollers 5, causing the rotation of the wheel 2, and thus the operating driver 6. After the actuator cylinder is powered from the piston rod side, the lever 3 returns, during which the shaped elements 1 deflect on the springs 8 around the pins 7, hiding in the chambers 4 of the lever 3. At the same time, the ratchet 9 blocks the return movement of the wheel 2.

Wykonanie następnego ruchu roboczego nie wymaga przestawienia klucza w nowe położenie na elemencie roboczym.Performing the next working movement does not require changing the key to a new position on the working element.

Mechanizm zapadkowy według wynalazku przeznaczony jest do zastosowania w kluczach hydraulicznych do obsługi dużych złącz śrubowych w przemyśle, zwłaszcza w przemyśle stoczniowym, chemicznym i maszynowym, a także w górnictwie, hutnictwie, budownictwie przemysłowym i w energetyce.The ratchet mechanism according to the invention is intended for use in hydraulic wrenches for servicing large screw joints in industry, especially in shipbuilding, chemical and machine industries, as well as in mining, metallurgy, industrial construction and power engineering.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 złPublishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies. Price PLN 1.50

Claims

Patent claims

1. A ratchet mechanism of a hydraulic key consisting of a cylindrical socket member placed in the circular opening of the drive lever, provided on the outer face with coupling elements and a drive rod mounted in the central opening of the member, and of coupling elements located in the lever and a latch, characterized by coupling, transmitting the torque, are shaped elements (1) located in the chambers (4) made in the lever (3) of the drive unit and cooperating with them rollers (5) located on the circumference of the wheel (2) constituting the socket member and the articulated connection of the lever (3) ) with the key body (11), the shaped elements (1) in the form of rectangular blades with recesses (13) in the shape of sections of a cylindrical surface on one side and holes (14) on the other, and the wheel (2) has three segments, middle, with a larger diameter with rollers (5), contained between the arms of the body (11) of the key, mounted on these rolls bars (5) and side segments, with a smaller diameter, rotatably mounted in the arms of the key body (11), and the driving rod is a through, double-sided, two-position driver (6) slidably mounted in the central hole of the wheel (2).

2. The ratchet mechanism of claim 1. The method of claim 1, characterized in that on both sides of the middle segment of the wheel (2) there are rings (17) permanently attached to the lever (3), containing guides for the rollers (5).

3. The ratchet mechanism of Claim A method as claimed in claim 1, characterized in that the axes of rotation of the moldings (1) are non-load bearing bolts (7) on which the springs are mounted and have their seats in the rings (17).

4. The ratchet mechanism of Claim A pawl (9) supported by a spring (10) is mounted below the diameter of the middle segment of the wheel (2).